Энергия связи ядра. Ядерные силы

Если сравнить сумму масс покоя нуклонов, образующих ядро, с массой ядра (с помощью масс-спектрометра), то окажется, что выполняется неравенство

Zm_p + Nm_n > m_z (24.2)

Разность (Zm_p + Nm_n) - m_z =Dm называется дефект от массы. Соответственно отличаются друг от друга полная энергия частиц, образующих ядро, и полная энергия самого ядра.

Разность

(Z*m_p + Nm_n*m_n)*c²– m_яc² = DE (24.3)

называют энергией связи. Энергия связи определяет наименьшую энергию, которую необходимо затратить для разделения ядра на отдельные нуклоны. Для практических целей важнее знать величину , т.е. удельную энергию связи. Она характеризует устойчивость ядер. Чем больше DW, тем устойчивее ядро. Удельная энергия связи зависит от массового числа А элемента (рис. 24.1). Для легких ядер (А<=12) удельная энергия связи мала и резко возрастает при А=50-60. Затем у тяжелых элементов постепенно уменьшается.

Рис. 24.1 Максимальное значение достигает 8,7МэВ. Сравнивая с энергией связи валентных электронов в атоме заметим, что она в 10⁶ раз меньше.

Наиболее устойчивыми оказываются магические ядра (число нейтронов: 2, 8, 20, 28, 50). Есть и дважды магические ядра, их пять:. Они особенно стабильны. Характер зависимости W(А) показывает, что энергетически выгодны два процесса: деление тяжелых ядер и слияние легких ядер. Оба процесса сопровождаются огромным количеством выделяемой энергии.

Между нуклонами в ядре действуют ядерные силы связывающие их. Эти силы намного превышают все известные до них. Приведем некоторые свойства ядерных сил. Они коротко действующие, радиус действия около 10^-13 см. Их природа не электрическая и не гравитационная, т.к. они обладают зарядовой независимостью. Ядерным силам свойственно насыщение, т.е. каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов. Действие сил зависит от ориентации спинов. Ядерные силы не являются центральными, т.е. действуют не обязательно по линии соединяющей центры нуклонов.

Дата добавления: 2014-01-04