Ядерні сили, дефект маси

Здавалося б, що відповідно до закону Кулона, позитивні протони повинні були б відштовхуватися. Проте, насправді ядра атомів досить міцні освіти. Вважають, що найбільш ймовірно ядерні сили виникають в процесі безперервного обміну між нуклонами за допомогою особливих частинок (квантів ядерного поля), які назвали пі-мезонами. Ядерні сили значні тільки на дуже малих відстанях, порівнянних з діаметром самих ядер. Кожен нуклон взаємодіє з певною кількістю сусідніх нуклонів, тому при збільшенні числа нуклонів в ядрі ядерні сили слабшають. Цим пояснюється менша стійкість ядер важких елементів.

Щоб розділити ядро на протони і нейтрони і видалити їх з поля дії ядерних сил потрібно затратити енергію. Ця енергія називається енергією зв’язку ядра. При утворенні ядра ця енергія виділяється. Будь-якої зміни маси відповідає еквівалентне зміна енергії. Середня енергія зв’язку, що припадає на один нуклон, називається питомою енергією зв’язку. Наприклад, енергія ядра дейтерію становить
2,2 МеВ, азоту – 104,56, а урану – 1800 МеВ. Для порівняння, хімічна енергія зв’язку атомів в молекулах в розрахунку на один атом дорівнює кільком електронвольт. Цим пояснюється, чому ядерні реакції характеризуються в мільйон разів більше енергії, ніж звичайні хімічні реакції.

Радіоактивність – це властивість ядер певних елементів мимовільно (тобто без якихось зовнішніх впливів) перетворюватися на ядра інших елементів з випусканням особливого роду випромінювання, званого радіоактивним розпадом. Радіоактивність є виключно властивістю атомного ядра і залежить тільки від його внутрішнього стану. На швидкість течії радіоактивних перетворень не роблять впливу зміни температури і тиску, наявність електричного і магнітного полів, вид хімічної сполуки даного радіоактивного елемента і його агрегатний стан.

Посилання на основну публікацію