Енергія зв’язку нуклонів у ядрі

Енергією зв’язку називається енергія, яку необхідно затратити для того, щоб розщепити ядро. Її звичайно виражають у мегаелектронвольтах (Мев) (1 Мев= 1,6 · 10-13Дж). Стійкість атомного ядра характеризується енергією зв’язку (Езв).

Під енергією зв’язку ядра розуміється енергія, необхідна для повного розщеплення ядра на окремі нуклони. Базуючись на законі збереження енергії можна сказати, що енергія зв’язку дорівнює тієї енергії, яка виділяється при утворенні ядра з окремих частинок. Енергія зв’язку атомних ядер дуже велика. Визначити її можна, застосувавши співвідношення Ейнштейна між масою і енергією: Е = мс2.

Найточніші вимірювання дають побачити, що маса спокою ядра Мя завжди менше суми мас спокою складових її протонів і нейтронів: Ма < Zmp + Nmn. Існує позитивна різниця мас, називається дефектом маси:

ДМ = Zmp + Nmn-Ма.

Для маса ядра гелію на 0,75 % менше суми мас 2х протонів і 2х нейтронів. Для одного моля гелію ДМ = 0,03 р.

Зменшення маси при утворенні ядра з нуклонів означає, що при цьому зменшується енергія цієї системи нуклонів на значення енергії зв’язку Єсв:

Фізика атомного ядра Енергія зв'язку нуклонів в ядрі.

Енергія зв’язку переходить в енергію випромінюють при ядерних перетвореннях γ-квантів, яка дорівнює Єсв, і маса яких

ДМ = Єсв /с2.

Питомою енергією зв’язку є енергія зв’язку, яка припадає на один нуклон ядра. Вона визначається експериментально. Залежність Еуд від масового числа А видно на малюнку нижче. Як можемо зауважити, що питома енергія зв’язку приблизно постійна (не враховуючи самих легких ядер) і дорівнює 8 Мев/нуклон. Слабкий максимум (8,6 Мев) припадає на елементи з масовими числами від 50 до 60, тобто на залізо і близькі до нього за порядковим номером елементи. Ядра цих елементів найбільш стійкі.

Фізика атомного ядра Енергія зв'язку нуклонів в ядрі.

У важких ядер питома енергія зв’язку зменшується за рахунок зростаючої із збільшенням Z енергії кулонівського відштовхування протонів. Кулонівські сили прагнуть розірвати ядро.

ПОДІЛИТИСЯ: