Атомное ядро. Энергия связи.. Ядро – система связанных нуклонов, состоящая из Z протонов и N нейтронов. ZАХ А - атомная масса, Z – заряд ядра (номер элемента). Число протонов в ядре – Z; число нейтронов в ядре – N. Нуклоны частицы, составляющие ядро (пр

Атомное ядро. Энергия связи.

Ядро – система связанных нуклонов, состоящая из Z протонов и N нейтронов

ZАХ А - атомная масса, Z – заряд ядра (номер элемента)

Число протонов в ядре – Z; число нейтронов в ядре – N

А=Z+N

Нуклоны частицы, составляющие ядро (протоны и нейтроны).

Так как атом нейтрален, число электронов равно числу протонов.

Ион – заряженный атом (атом, потерявший электрон – положительный ион; атом, захвативший электрон – отрицательный ион)

Изотопы – атомы с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов (атомной массой)

Единицы ядерной физики

1 а.е.м.=1,66·10-27 кг

mе = 9,1·10-31 кг = 5,5·10-4 а.е.м.

mр = 1,673·10-27 кг = 1,0073 а.е.м.

mn = 1,675·10-27 кг = 1,0087 а.е.м.

Формула Эйнштейна: Е = mc²

Энергия связи ядра W – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны).

При разделении ядра на нуклоны покоящееся ядро с массой М переходит в совокупность свободных покоящихся протонов и нейтронов с суммарной массой Zmp + Nmn.

Энергия покоящегося ядра Мс2. Энергия свободных покоящихся нуклонов (Zmp + Nmn)с2.

В соответствии с законом сохранения энергии Мс2 + W = (Zmp + Nmn)с2.

Т.к. М < (Zmp + Nmn) (масса, начального ядра, в котором нуклоны связаны, меньше суммы масс свободных нуклонов, входящих в его состав), то W = (Zmp + Nmn)с2 - Мс2 > 0. W растёт с увеличением числа А нуклонов в ядре (А = Z + N). Удобно иметь дело с удельной энергией связи ε = W/A, т.е. средней энергией связи, приходящейся на один нуклон. Для большинства ядер ε ≈ 8 МэВ (1 МэВ = 1.6·10-13 Дж).