Гелий образование ядер

Дефект массы при образовании ядра атома гелия составляет [c.105]

Для примера рассчитаем дефект массы при образовании ядра гелия (гелиона). Ядро гелия образуется из двух протонов и двух нейтронов. Приняв массу протона равной 1,007805, массу нейтрона равной 1,008665, получим [c.44]

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме чисел протонов и нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, происходит примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение, известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его протоны и нейтроны. Например, энергия связи ядра гелия составляет 28,2 МэВ (28,2 млн. электрон-вольт или мегаэлектрон-вольт), В соответствии с уравнением (1.23) дефект массы при образовании ядра гелия составляет [c.24]

Реакция ядерного синтеза также может служить источником энергии. Так, при образовании ядра атома гелия из ядер дейтерия и трития [c.96]

Согласно уравнению (1.11) уменьшение массы на 0,0304 а. е. м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению энергии 28,2 МэВ. Соответственно средняя энергия связи в ядре на один нуклон равна примерно 7 МэВ. Энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию связи атомов в молекуле. [c.33]

Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, входящих в это ядро. Разность между массами ядра и нуклонов называют дефектом массы. Например, масса изотопа гелия равна 4,0015 атомных единиц массы (а.е.м), в то время как сумма масс двух протонов и двух нейтронов составляет 4,0319 а.е.м., соответственно дефект массы равен 0,0304 а.е.м. Дефект массы определяет устойчивость атомных ядер и энергию связи нуклонов в ядре. Он соответствует энергии, которая выделяется при образовании ядра из протонов и нейтронов и может быть рассчитана по уравнению Эйнштейна [c.399]

Согласно этому уравнению, уменьшение массы на 0,0304 а.е.м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению энергии 4,52-10 Дж или 2,72-10 кДж на 1 моль ядер гелия. Соответственно средняя энергия связи в ядре гелия на 1 моль нуклонов составляет 6,8-10 кДж, т. е. в миллион раз превышает энергию связи атомов в молекулах. [c.399]

Дефект массы при образовании ядра атома гелия, выраженный в граммах, равен = 0,0505 10 г. [c.44]

Согласно представлениям о синтезе ядер из элементарных частиц образование ядра гелия можно рассматривать протекающим по схеме 2р 2п = а. Однако при этом возникает расхождение в значениях масс. По схеме образования массу а-частицы следует ожидать равной 2-1,00728 + 2-1,00867 = 4,03180, тогда как в действительности она равна 4,00150, Разница составляет лишь 0,3030, однако ее существование все же должно быть как-то объяснено. [c.509]

Согласно этому соотношению уменьшение массы на 0,0304 а.е.м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению 4,52-Ю Дж. Следовательно, образование одного моля ядер (6,02-102 ядер) гелия-4 из протонов и нейтронов должен сопровождаться выделением огромного количества энергии [c.7]

Процесс синтеза ядер также может сопровождаться высвобождением энергии. Из схемы для энергии связи видно, что при делении очень тяжелых ядер происходит превращение в энергию примерно 0,1% их массы. Еще большие доли массы очень легких ядер превращаются в энергию при их слиянии в более тяжелые ядра. Процесс 4Н—> Не, служащий основным источником энергии солнца, протекает с превращением 0,7% исходной массы в энергию. Аналогичная реакция между дейтроном и тритоном с образованием ядра гелия и нейтрона сопровождается превращением 0,4% массы в энергию [c.630]

На третьей стадии происходит слияние двух ядер Не с образованием ядра гелия Не" и двух ядер водорода [c.106]

Как правило, после образования ядра Mg2 процесс последовательного присоединения ядер гелия приостанавливается, поскольку с увеличением порядкового номера ядер резко возрастает высота потенциального барьера присоединения альфа-частиц. Например, для ядер с Z = 10 высота барьера равна около 1 Мэе, для ядер с Z = 20 она составляет уже 4 Мэе. В красных гигантах ядра гелия имеют энергию всего лишь около 100 кэе. Поэтому даже при наличии максвелловского распределения вероятность их захвата ядрами с 2>10 резко уменьшается, и вероятность образования более тяжелых ядер сильно снижается, (а, у)-Реакцию при малых энергиях альфа-частиц в лабораторных условиях осуществить пока не удалось. Теоретическими расчетами установлено, что вероятность образования ядер в рассматриваемом процессе на 1 г материала звезды в десять раз меньше вероятности образования ядер гелия из ядер водорода. Предполагается, что имеющегося в красных гигантах гелия хватает на 10 — 10 лет. [c.118]

Термоядерные реакции. При температурах порядка 10 °С происходит слияние атомных ядер трития и дейтерия с образованием ядра гелия [c.269]

В тексте данной главы говорилось, что реакция между дейтроном и тритоном с образованием ядра гелия и нейтрона сопровождается превращением 0,4% массы в энергию. Пользуясь данными табл. 39, подсчитайте это количество с точностью до второго знака после запятой. [c.558]

Образование ядра гелия из протонов (ядер 1Н) и нейтронов п может быть представлено следующим уравнением [c.417]

В равной степени не притягиваются друг к другу и два ядра Не , соединение которых привело бы к образованию ядра атома Ве . Ядра Не отталкиваются друг от друга, а потому процесс образования Ве из гелия сопровождался бы возрастанием потенциальной энергии и был бы эндотермичен [c.206]

Иначе обстоит дело при ядерных превращениях. Как показано выше, образование ядра, гелия из элементарных частиц связано с заметным уменьшением массы (т. н. дефект массы). Это значит, что рассматриваемый процесс должен сопровождаться колоссальным энергетическим эффектом. Так как атомной единице массы соответствует энергия 931 Мэе, полное уравнение образования четырех граммов ядер гелия приобретает вид [c.444]

Поскольку при образовании ядра гелия масса уменьшается на 0,03035 г моль, должно выделиться эквивалентное количество энергии (см. раздел 7-4.1). [c.620]

Эта величина, а также исправленная на основании пересмотренных атомных весов (стр. 29) величина 3,0163 0,02, несколько меньше рассчитанной для изотопа гелия с массой 3, т. е. 3,0163 или с новыми атомными весами 3,0174 следовательно, ядро трития несколько стабильнее ядра Не, так как в первом случае энергия связи, определяемая из потери массы при образовании ядра из нейтронов и протонов, несколько больше. [c.27]

Согласно этому соотношению уменьшение массы на 0,030376 а. е. м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению огромного количества энергии в 28, 2 МэВ (1 МэВ = 10 эВ). Отсюда средняя энергия связи в ядре на один нуклон составляет примерно 7 МэВ. Энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию связи атомов в молекуле ( 5 эВ). Поэтому-то при химических превращениях веществ атомные ядра не изменяются. [c.9]

При облучении нейтронами происходит образование ядра атома гелия. Ядро какого элемента также образуется при этом Написать уравнение данной ядерной реакции и дать сокращенную запись. [c.55]

Тепловой эффект образования ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов, соответствующий разности масс 0,03020, равняется, очевидно, 28,1 мэв. Эта величина характеризует собой прочность ядра гелия и равна той энергии, которую нужно затратить, чтобы разбить это ядро на составные части. [c.48]

Чем же объяснить уменьшение массы при образовании атомных ядер Как уже неоднократно упоминалось, из теории относительности вытекает связь ме-жд массой и энергией, выражаемая уравнением Эйнштейна Е = тпс . Из этого уравнения следует, что каждому изменению массы должно отвечать и соответствующее изменение энергии. Если при образовании атомных ядер происходит заметное уменьшение массы, это значит, что одновременно выделяется огромное количество энергии. Дефект массы при образовании ядра атома гелия составляет 0,03 а. е. м., а при образовании 1 моля атомов гелия — 0,03 г. Согласно уравнению Эйнштейна, это соответствует выделению 2,7 10 Дж энергии. Чтобы составить себе представление о колоссальной величине этой энергии, достаточно указать, что она примерно равна той энергии, которую может дать в течение часа электростанция, равная по мощности Днепрогэсу. [c.90]

Рассчитаем теперь энергию образования ядра атома гелия. Сумма масс двух протонов и двух нейтронов равна 4,0332 (теоретическая величина). Но действительная масса ядра атома гелия, как показывает масс-спектрометрический анализ, составляет величину 4,0017. Дефект массы, таким образом, ра- вен 0,0315. Умножая это значение на энергетический эквивалент х одного грамма массы, получаем й громадную величину — 693 млн р ккал. Таким образом, при ядер-ном синтезе гелия выделяется больше энергии, чем в рассмотренном выше примере синтеза л юмные номера дейтерия. В связи с этим большой интерес представляет изме- Рис. ПЛ. Кривая дсффекюв масс нение в ряду химических элементов величии дефектов масс, отра-, [c.211]

Иначе обстоит дело при ядерных превращениях. Как показано выше, образование ядра гелия из элементарных частиц связано с заметным уменьшением Рис. ХУМ2. Энергии связи массы (т.н. дефект массы). Это в легких ядрах, [c.509]

Позднее, в 1929 г., Э. Аткинсон и Ф. Хоутерманс пришли к заключению, что вследствие высокой температуры в центре звезд протоны могут приобретать значительную кинетическую энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера самых легких ядер. Эти взгляды теоретически были обоснованы Г. Бете. Он показал, что при образовании ядра гелия из четырех ядер водорода выделяется колоссальная энергия, достаточная для поддержания температуры Солнца и возмещения постоянного излучения энергии в течение десятков миллиардов лет. [c.98]

В варианте А ядро Не реагирует с ядром Не с образованием ядра Ве . Последний захватывает электрон с образованием В условиях земли происходит захват электрона с /(-оболочки с периодом полураспада, равным 52 дням. В зведных системах, где атомы ионизированы, захватываются, по-видимому, электроны плазмы. По вычислениям Г. Бете, период полураспада Ве в условиях Солнца должен увеличиться до 14 месяцев. Цикл завершается реакцией взаимодействия ядра с протоном. Образующееся составное ядро распадается на два ядра гелия Не . Именно на этой стадии и выделяется основная часть энергии всего цима ядерных реакций. [c.107]

Дефект массы при образовании ядра атома гелия составляет 0,03 а. е. м., а при образовании 1 моля атомов гелия — 0,03 г = = 3-10" кг. Согласно уравнению Эйнштейна, это соответствует выделению 3-10 (3-== 2,7-Дж энергии. Чтобы составить себе представление о колоссальной величине этой энергии, достаточно указать, что она примерно равна той энергии, которую может дать в течение часа электростанция, равная по мощности Днепрогэсу. [c.105]

Вычислить величину энергии образования ядра бе-риллия-7 и ядер гелия-3 и гелия-4 из ядер лития-6 по реакции типа ( , п). [c.54]

По Милликену и -Камерону ЭО ,о космического излучения состоят из компонента с коэфициентом поглощения в воде, равным 0,С035 (приблизительно доля излучения, поглощаемая 1 см воды), что отвечает длине волны около 0,0004 A. При образовании ядра гелия (а-частицы) из протонов выделяется энергия в 4,35 Ю- эрг ( 74). Если эта энергия выбрасывается в виде 4,35-10 , с 3 - loi" 6,55 10- кванта кч, то v =---и X = — =-4 35Т -- [c.118]

Основной ядерный процесс — образование ядра гелия или а-частицы из четырех водородных ядер — сопровождается больщим дефектом массы в 0,0290 (в единицах атомных весов),, что отвечает выделению 4,35 10 эрг ( 2). Чем больше энергии выделилось, тем полученное соединение прочнее. Это выделение энергии будем называть энергией связи. Таким образом энергия связи протонов в а-частице очень велика, и последняя имеет большую прочность. Образование более сложных ядер сопровождается значительно меньшими дефектами массы, и следовательно их энергия связи меньше. [c.123]

В 1932 г. Коккрофт и Уолтон в Англии и почти одновременно с ними Лейпунский в СССР осуществили уже вполне искусственное ядерное превращение, обратное по идее опытам Резерфорда. Получив действием высоковольтного (—800000 в) постоянного электрического поля на разреженный водород поток ядер водорода — протонов, обладающих огромными скоростями (энергия заряженных частиц в электрическом поле прямо пропорциональна разности потенциалов поля), — эти ученые направляли поток протонов на различные мишени — ядра легких элементов (1,1, А1). При этом наблюдался вылет из мишени с огромными скоростями (—20 000 км/сек) ядра гелия (а-частицы), кинетическую энергию которого можно было легко вычислить по длине пробега, а также образование ядра нового элемента. Эти ядерные превращения можно изобразить так [c.164]

По закону эквивалентности массы и энергии этот дефект массы соответствует выделившейся энергии АЕ, равной Д/гес (см. гл. 4). Подсчитаем дефект массы (Ат) и соответствующую ему выделившуюся энергию при образовании 1 ядра гелия (а-частицы) из двух протонов и двух нейтронов. АГфакт яДРа гелия равна массе его атома минус масса двух электронов, то есть 4,0039—2 0,00055 = 4,0028 ядерных единиц. Следовательно, Ат = (2 - 1,0076 + 2 1,0089) — 4,0028 = 0,0302 ядерных единиц, что эквивалентно 2,16 10 0,0302 ккал = 650 млн. ккал/г-а гелия ( ). Это означает, что процесс образования ядра гелия из простейших частиц является сильно экзотермическим (отсюда понятна прочность а-частиц и вылет зачастую из ядра именно ее, а не отдельных протонов и нейтронов)- Полагают, что теплота солнца и звезд, достигающая миллионов градусов, вызывается экзотермическими ядерными процессами подобного рода. [c.201]

Исследование деления урана положило начало работам, связанным с атомной энергией. Выше мы говорили, что при ядерных реакциях — например при образовании ядра гелия из протонов и нейтронов — может высвобождаться огромная энергия. Однако все идущие с выделением энергии реакции, изученные до деления урана,не могли быть использованы в качестве источников энергии. Для протекания этих реакций нужно было непрерывно поставлять бомбардирующие частицы, а вероятность превращений была столь мала, что не могла итти ни в какое сравнение с затратами энергии, необходимыми для ускорения исходных частиц. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология