Состав и характеристика ядра

Ядро состоит из частиц двух типов: протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны объединяют общим названием нуклонов.

Протон представляет собой ядро простейшего атома - атома водорода. Он имеет положительный заряд qp = +е = 1,6-10-19Кл и массу wp =1,6726-10-27 кг. Отметим, что масса протона mp = 1836те = 938 МэВ.

Нейтрон электрически нейтрален (#п=0), а его масса равна тп =1,6750-10’27 кг. тп = 935,55 МэВ ®wp.

Основными величинами, характеризующими атомное ядро, являются зарядовое/ и массовое Л числа. Зарядовое число Z равно количеству протонов в ядре и определят заряд ядра. Число Z определяет положение химического элемента в таблице Менделеева, его называют атомным номером.

Массовое число А определяет число нуклонов в ядре. Число нейтронов в ядре: N=A-Z.

Для обозначения ядер применяют символ: ZXA или , где под А" подразумевается химический символ данного элемента.

Ядра, содержащие одинаковое число протонов, но различное число нейтронов, называют изотопами.

Радиус ядра определяется соотношением г = г0Л1/3, где г0-коэффициент пропорциональности, который можно считать для всех ядер постоянным и равным го = 1,3’10'15 м.

Масса и энергия связи ядер

Масса ядра тя всегда меньше суммы масс входящих в него частиц. Это обусловлено тем, что при объединении нуклонов в ядро выделяется энергия связи нуклонов друг с другом:

ECB = c2[zmp + Nmn -m„]=c2[zmp +(A-Z)mnя]=

= c2[zmp + Zme + (A-Z)mn -(mx+Zmt)]=

= c2[Z/”lH1 +U-Z>n-waJ

где ma = тя + Z mc - масса данного атома (изотопа).

Энергия связи нуклонов в ядре равна работе, которую нужно совершить, чтобы разделить ядро на нуклоны, и удалить их на такие расстояния, где они практически не взаимодействуют друг с другом.

Величина

= Zmp + (A-Z)mnя = Zm^i + (A-Z)mn-ma называется дефектом массы ядра.

. ^св

с2

Удельной энергией связи в ядре называют энергию связи, приходящуюся на один нуклон:

Есъ/А.

Изменение энергии при ядерных реакциях

Ядерные реакции могут сопровождаться как поглощением, так и выделением энергии. Энергия, выделяющаяся в результате реакции (тепловой эффект реакции), рассчитывается по формуле

Е = с2(^т1-^т2),

где - сумма масс частиц изотопов до реакции,

2 - сумма масс частиц изотопов после реакции.

Если реакция идет с выделением энергии

(экзотермическая реакция), а если реакция идет с

поглощением энергии (эндотермическая реакция).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >