Энергия связи в нуклонах

Дефект массы характеризует устойчивость атомных ядер и энергию связи нуклонов в ядре. Дефект массы соответствует энергии, которая выделяется при образовании ядра из свободных протонов и нейтронов и может быть вычислена из соотношения Эйнштейна Е — тс , где Е — энергия т — масса, с — скорость света в вакууме (с = 3-10 м/с). [c.9]

Энергия связи нуклонов в ядрах элементов в миллионы раз превышает энергию химической связи. Поэтому при химических превращениях веществ ядра атомов ие разрушаются, т. е. элементы сохраняются. [c.8]

Дефект массы характеризует устойчивость атомных ядер и энергию связи нуклонов в ядре. Дефект массы соответствует энергии, которая выделяется при образовании ядра из свободных протонов и нейтронов и может быть вычислена из соотношения Эйнштейна [c.40]

Повышенной распространенностью характеризуются также элементы в области порядковых номеров 22 (титан) — 28 (никель), что обусловлено особо высокой энергией связи нуклонов в этих ядрах (8,7 Мэе на один нуклон). [c.51]

Атомные ядра включают N нейтронов и Z протонов. Параметры и свойства атомных ядер влияют на протекание химических процессов, так как масса, заряд, энергия связи, устойчивость и ядерный спин ядра в значительной мере определяют свойства атома в целом. Отметим прежде всего, что с помощью масс-спектроскопических методов можно обнаружить разность ме кду массой ядра и массой, найденной простым суммированием масс составляющих его нуклонов, — так называемый дефект массы Ат. Энергетический эквивалент дефекта массы представляет собой энергию связи нуклонов в ядре. Ат = = 1,0078 Z+1,0087 N —т. Для ядра гелия Ат = 0,03 а. е. м., что соответствует 27,9 МэВ. Энергия связи ядра химического элемента приблизительно линейно зависит от массового числа A=--Z- -N. Если построить график зависимости средней энергии связи па один нуклон от массового числа, наблюдается максимум при средних значениях массового числа. Таким образом, ядра со средним массовым числом более устойчивы, чем тяжелые или легкие. Следует отметить, что тяжелые ядра богаче нейтронами, чем легкие. При Z>84 уже не существует стабильных ядер. Различают следующие виды ядер изотопы (равные Z, неравные N), изотоны (неравные Z, равные N), изобары (неравные Z, неравные N, равные А), изомеры (равные Z и N, однако внутренняя энергия неодинакова). Для нечетных А имеется лишь одно стабильное ядро, а для четных — несколько стабильных ядер изобаров (правило изобар Маттауха). [c.34]

Изучение ядерных реакций открыло путь к практическому использованию внутриядерной энергии. Оказалось, что наибольшая энергия связи нуклонов в ядре (в расчете на один нуклон) отвечает элементам средней части периодической системы. Это означает, что как при распаде ядер тяжелых элементов на более легкие (реакции деления), так и при соединении ядер легких элементов в более тяжелые ядра (реакции термоядерного синтеза) должно выделяться большое количество энергии. [c.95]

Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, входящих в это ядро. Разность между массами ядра и нуклонов называется дефектом массы. Например, масса изотопа гелия равна 4,0015 атомной единице 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, [c.32]

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]

Важной характеристикой ядра является дефект массы, который представляет собой разность между массой данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и суммой массовых чисел нуклонов, равной их числу в ядре данного изотопа. Дефект массы связан с энергией связи нуклонов в ядре и характеризует устойчивость данного ядра. Иногда -пользуются дефектом массы, отнесенным к одному нуклону. В этом случае его называют упаковочным множителем. [c.49]

Энергии связи нуклонов в ядре рассчитываются по уравнению Эйнштейна. Эти величины в миллионы раз превышают энергии химической связи и составляют Дж (несколько МэВ). [c.49]

С ПОМОЩЬЮ у-квантов радиоактивных источников возможны лишь реакции с дейтерием (энергия связи нуклонов — 2,226 Мэе) и бериллием (энергия связи нуклонов — 1,666 Мэе). [c.358]

Энергия связи нуклонов в ядре. Энергию внутриатомных взаимодействий обычно выражают в особых единицах —электрон-вольтах. [c.20]

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]

В реакциях деления ядро атома расщепляется па более легкие ядра с неодинаковыми массами. Найдено, что наибольшая энергия связи нуклонов в ядре отвечает элементам средней части периодической системы. Поэтому на ядра этих элементов распадаются ядра тяжелых элементов, выделяя огромное количество энерги] . Так, деление урана-235 протекает по схеме [c.69]

Оболочечная модель ядра атома и устойчивость изотопов. Экспериментально установлено, что свойства атомных ядер, например, стабильность, распространенность в природе, энергия связи нуклона в ядре, число изотопов, изменяются периодически с увеличением числа протонов и нейтронов. На этом основании выдвинута гипотеза об оболочечном строении ядер атомов. Считается, что ядерные оболочки заполняются нуклонами (протонами и нейтронами) подобно тому, как заполняются электронами оболочки атома. Стабильными и распространенными являются те атомы, ядра которых имеют определенное число протонов или нейтронов, а именно 2, 8, 20, 50, 82, 114, 126. Эти числа получили название магических. Считается, что они связаны с емкостью оболочек. [c.86]

Следовательно, энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию химической связи. Поэтому прй химических превращениях веществ атомные ядра не изменяются. [c.7]

Ядро обладает спектром энергетич, уровней, к-рый характеризует энергии возбужд. состояний ядра. Спектр уровней остается дискретным, даже ссли энергия возбуждения превышает энергию связи нуклона. [c.727]

Энергия связи нуклонов и устойчивость атомного ядра< Одна из основных характеристик атомного ядра — энергия связи составляющих его частиц. Мерой этой энергии Е является работа, которую необходимо совершить для отрыва друг от друга и разведения в бесконечность всех нуклонов ядра. Энергию связи нуклонов в ядре можно подсчитать с помощью известного соотношения, вытекающего из теории относительности [c.8]

Соотношение (1.6) позволяет рассчитать удельную энергию связи нуклонов в ядре, которая представляет собой долю энергии связи, приходящуюся на один [c.8]

Удельная энергия связи нуклонов закономерно изменяется в зависимости от массового числа, о чем свидетельствует рис. 1. Как видно из рисунка, удельная энергия связи растет с увеличением массового числа, достигая максимального значения в области массовых чисел, равных 50 (приблизительно 8,7 МэВ). Далее с ростом массового числа удельная энергия падает и у последних элементов периодической системы она составляет 7,5 МэВ. [c.8]

Энергия связи нуклонов в ядре может характеризоваться также величиной коэффициента упаковки доли дефекта массы, приходящейся на один нуклон [c.8]

Однако исследования последних лет показали, что протоны и нейтроны располагаются в ядре не хаотично, а по определенным оболочкам, подобно тому как электроны в атоме находятся на строго определенных орбитах. Модели атомных ядер еще окончательно не построены, но имеется много данных о том, что в некоторых ядрах есть заполненные нейтронные и протонные оболочки, содержащие определенное число нуклонов, равное 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Эти числа получили название магических . Ядра, содержащее в своем составе магическое число протонов или нейтронов, наиболее устойчивы. Об этом свидетельствуют, прежде всего, повышенные величины энергии связи нуклонов в таких ядрах. [c.21]

Рис. 4. Зависимость средней энергии связи нуклонов в атомных ядрах (нижняя кривая) и дефекта масс (верхняя кривая) от их массовых чисел (составлена И. П. Селиновым).

Энергия связи нуклонов в ядре для элементов с атомными номерами 3—10 составляет 10" —10 а. е. м. или на 1 ядро около 10 эВ, что в пересчете на 1 моль дает колоссальную величину—10 Дж. Такие количества энергии сравнимы с энергетическими затратами, сопровождающими ядерные реакции в недрах звезд (гл. 1, разд. 1). [c.48]

А 0 100 т 200 А Рис. 1. Зависимость удельной энергии связи нуклонов от массового числа. [c.9]

СЯ данные по содержанию в земле наиболее распространенных элементов. Как видно из таблицы, самым распространенным элементом является железо (благодаря тому, что ядро нашей планеты на 3/4 состоит из этого элемента). Интересно, что именно на Ре приходятся экстремумы на графиках зависимости от массового числа удельной энергии связи нуклонов (см. рис, 1) и упаковочного множителя (см. рис. 2). Таким образом, высокое содержание железа полностью отвечает его наиболее выгодным энергетическим характеристикам. Можно считать поэтому, что железо будет преобладающим элементом на любой, не очень отличающейся по природе (и, прежде всего, по размерам) от Земли, планете каждой планетной системы. [c.21]

Ядра Не способны вызывать разнообразные ядерные реакции (Не , п) (Не , р) (Не , 2 п) (Не , 2 а) (Не , а) (Не , t) и т. д. Из-за низкой энергии связи нуклонов в ядре Не многие ядерные реакции, которые им индуцируются, являются экзоэнергетическими. В результате реакции Не с ядрами элементов обычно образуются нейтронодефицитные радиоактивные изотопы, являющиеся позитронными излучателями. [c.111]

Практически для всех элементов известно несколько изотопов, большинство из которых нестабильно (радиоактивно), а небольшое число — стабильно. Стабильность ядра уменьшается при отклонении чисел протонов и нейтронов от оптимальных значений, которые наблюдаются для наиболее сильно связанных ядер средних масс. Отклонения от этого оптимума уменьшают энергию связи нуклонов и приводят к нестабильности изотопов, проявляющейся в различных типах распадов ядер. [c.10]

Согласно этому соотношению уменьшение массы на 0,030376 а. е. м. при образозании 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]

Для осуществления этой реакции необ.ходимы фотоны, энергия которых больше энергии связи нуклонов в ядре. Энергия связи нуклонов в ядре больншнства химических элементов составляет около 8 Мэе. [c.357]

В опытах с дейтеронами больших энергий также образуются изотопы элемента-мишени, но вылетающие частицы могут представлять собой как протоны, так н нейтроны. В этой области энергий ку-лоновское отталкивание не имеет существенногс значения и вероятности захвата протона и нейтрона близки. Другая частица при этом пройдет мимо ядра, испытав сравнительно небольшое ускорение в момент разрыва, так как ее кинетическая энергия намного больше энергии связи нуклонов в дейтерии. [c.419]

Протонно-нейтронная модель атомного ядра ( 5 ). Изотопы ( 6 ). Энергия связи нуклонов и устойчивость атомного ядра ( 8 ). Ядерные силы. Взаимодействие между нумонами в ядре (10 ). Оболочечнаи модель ядра. Магические числа нуклонов ( 13). [c.238]

Реально существующие стабильные атомные ядра. Для того чтобы сопоставлять величины сил, связывающих воедино индивидуальные частицы, рационально рассмотреть величину ЛМ/А (доля энергии связи, которая приходится на одну частицу, входящую в состав ядра) и считать ее мерой устойчивости ядра. Для той же цели введено понятие о коэффициенте упаковки (pa king fra tion). Он представляет отношение разности измеренной массы изотопа М и массового числа А к массовому числу А (М — А) А. Этим коэффициентом широко пользуются, поскольку имеется прямая зависимость между ним и энергией связи нуклонов в ядре. [c.49]

Облучение дейтронами. Под действием дейтронов возможно протекание реакций d, р), d, п), d, а), d, 2п), d, f) и др. Известно, что энергия связи нуклонов в дейтроне мала и составляет лишь 2,2 Мэе, в то время как средняя энергия связи нуклона в более тяжелых ядрах равна примерно 8 Мэе. Поэтому ядерные превращения, вызываемые дейтронами, всегда сильно экзоэнергетичны и часто наступают уже при относительно низкой энергии дейтронов. [c.109]

Облучение а-частицами. Для а-частиц относительно небольшой энергии характерны реакции типа (а, п), (а, р) и (а, у). С увеличением энергии а-частиц становятся возможными более сложные ядерные реакции. Поскольку энергия связи нуклонов в а-частице велика, то большинство )еакций, индуцируемых а-частицами, эндоэнергетические. 1родукты реакции (а, р), как правило, стабильны, в то время как по реакции (а, п) часто образуются радиоактивные изотопы. [c.112]

Это соотношение и объясняет тот факт, что при малых массовых числах наиболее устойчивы изотопы с Z = N = А/2 (как, например, С или ) Ы). У устойчивых тяжёлых ядер число нейтронов N всегда несколько превышает Z, чтобы скомпенсировать действием ядерных сил электростатическое рассталкивание протонов. Из (1.3.3) и (1.3.4) также вытекает, что наиболее устойчивыми будут чётно-чётные ядра, что и определяет суш,ествование большого числа стабильных изотопов с чётным Z, о чём говорилось ранее. При отклонении заряда ядра или массового числа от области стабильности энергия связи уменьшается и становится отрицательной, вследствие чего атомное ядро теряет устойчивость и оказывается способным к самопроизвольному превраш,ению в ядра с другими А ц. Z. Более того, поскольку притяжение нуклонов пропорционально А, а энергия электростатического взаимодействия пропорциональна Z , то при больших Z энергия связи ядра всегда будет отрицательна, чем объясняется отсутствие стабильных ядер с > 83. Отметим, что формула (1.3.3) относится к энергии связи основного, наинизшего состояния ядра. Возбуждённые же состояния ядра, как и возбуждённые состояния электронов в атомных оболочках, неустойчивы сами по себе и подвержены спонтанному распаду в основное состояние с испусканием одного или нескольких гамма-квантов. Однако, поскольку энергия связи нуклонов в ядре при возбуждении суш,ественно уменьшается, то возбуждённое ядро может также превратиться в другое ядро путём испускания каких-либо частиц. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология