Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Состав и характеристика атомного ядра.





Основы ядерной физики

Атомное ядро характеризуется положительным зарядом, величина которого определяется числом электронов в атоме + Ze. Zзарядовое число, равное числу протонов в ядре. (Например, атом водорода (Z=1) состоит из одного электрона и одного протона). Z определяет порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева и Z также называют атомным номером ядра. Кроме протонов, в состав ядра входят нейтроны (q=0). Частицы, составляющие ядро атома, (т.е. протоны и нейтроны) называются нуклонами. Сумма нейтронов и протонов называется массовым числом – А. Для обозначения ядер применяется символ . Х – химический символ элемента в таблице Менделеева.

Ядро с одинаковыми Z, но с разными А называются изотопами, например, водород имеет три изотопа, различающиеся числом нейтронов в ядре:

Протон: масса mp=1836me, спин S=1/2

Т.к. масса электрона me=0.511МэВ, то mp=938,28 МэВ (исходя из Е=mс2)

Нейтрон – mn=1839mе = 939,57 МэВ, спин S=1/2

В свободном состоянии нейтрон нестабилен и самопроизвольно распадается, превращаясь в протон, испуская при этом в электрон и антинейтрино . Период полураспада нейтрона приближенно равен 12 мин.

Размеры ядра любого химического элемента – шар с радиусом R =(1,3 1,7)*10-15A1/3м. Объем ядра пропорционален числу нуклонов, т.е. плотность ядерного вещества для разных химических элементов одинакова.

Экспериментальные данные показывают, что большинство ядер имеет массу, меньшую, чем сумма масс составляющих его нуклонов. Уменьшение массы ядра обусловлено тем, что при образовании ядра выделяется энергия. Введем понятие энергии связи ядра – это то количество энергии, которое необходимо затратить, чтобы разложить данное ядро на составляющие его частицы (протоны и нейтроны). Протоны и нейтроны, находящиеся в ядре, принято называть нуклонами, а их суммарное число в ядре – массовым числом(А). Это же количество энергии должно выделиться при образовании ядра из протонов и нейтронов.

Пусть в ядре содержится Z протонов и N нейтронов, тогда энергия связи, учитывая, что энергия покоя частицы E0=mc2:

Величина называется дефектом массы ядра. Это величина прямого физического смысла не имеет, но косвенно характеризует энергию связи ядер и позволяет вычислять энергию связи.

Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, называется удельной энергией связи ядра. Она характеризует устойчивость (прочность) ядер. Чем больше удельная энергия связи, тем устойчивее ядро. Наиболее устойчивы ядра, у которых число протонов равно одному из магических чисел (2,8,20,28,50,82,126). Особенно стабильны дважды магические ядра (), у которых число протонов и число нейтронов по отдельности равны магическим числам. Чем больше энергия связи, тем устойчивее ядро.

График зависимости удельной энергии связи от массового числа А имеет вид:

40 80
А

Наиболее устойчивые ядра с массовыми числами А из середины таблицы Менделеева (от 40 до 80)

Уран μ=240 г/моль

Такая зависимость удельной энергии связи от массового числа делает возможным два процесса:







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 588. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...


Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...


Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ, И МЕТОДЫ СНИЖЕНИИ СКОРОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ Кроме названных причин разрушений и износов, знание которых можно использовать в системе технического обслуживания и ремонта машин для повышения их долговечности, немаловажное значение имеют знания о причинах разрушения деталей в результате старения...

Различие эмпиризма и рационализма Родоначальником эмпиризма стал английский философ Ф. Бэкон. Основной тезис эмпиризма гласит: в разуме нет ничего такого...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Сравнительно-исторический метод в языкознании сравнительно-исторический метод в языкознании является одним из основных и представляет собой совокупность приёмов...

Концептуальные модели труда учителя В отечественной литературе существует несколько подходов к пониманию профессиональной деятельности учителя, которые, дополняя друг друга, расширяют психологическое представление об эффективности профессионального труда учителя...

Конституционно-правовые нормы, их особенности и виды Характеристика отрасли права немыслима без уяснения особенностей составляющих ее норм...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия