Ядро. Ядерные силы

Ядро. Ядерные силы

Планетарная модель атома (по Резерфорду) В центре атома находится ядро, масса которого составляет 99,97% от общей массы атома. Резерфорд Радиус ядра примерно в 100000 раз меньше радиуса атома.

Модель ядра 1932 г Иваненко и Гейзенберг предложили  протонно­нейтронную модель атомного ядра Ядро Нуклоны Протоны Нейтроны 5/13/17

Строение атомного ядра Частицы, составляющие Силы взаимодействия нуклонов друг с другом называются ядерными силами ядро атома называются нуклонами нуклоны протоны нейтроны

Особенности строения ядра Число протонов в ядре атома данного вещества постоянно и равно порядковому № этого элемента в таблице Менделеева Число нейтронов в ядре одного элемента может быть различным, следовательно и масса таких атомов тоже будет отличаться

Силы, связывающие нуклоны в ядре, называются ядерными. Ядерные силы короткодействующие (радиус действия 10­15 м). Ядерные силы  сил электрического взаимодействия зарядов. Ядерные силы действуют между нуклонами независимо от их         заряда (протон­протон, нейтрон­протон, нейтрон­нейтрон). Каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным     числом ближайших к нему нуклонов.

Энергия покоя:   Ео = moc2 c = 3∙108 м/с 1 эВ = 1,6∙10­19 Кл ∙1 В = 1,6∙10­19 Дж Еое  ≈  0,51 МэВ Есв (отрицательна по знаку) по абсолютной  величине равна работе, которую надо  совершать для расщепления ядра на  составляющие его нуклоны без сообщения им кинетической энергии.

Есв = Δm∙c2 Δm – дефект массы ядра с – скорость света в вакууме Мерой энергии связи атомного ядра является  дефект масс – разность между суммарной  массой всех нуклонов ядра в свободном  состоянии и массой ядра mя. Δm = Zmp + (A – Z)∙mn ­ mя Z – число протонов; ≈ mp – масса протона,   1,00728 а.е.м. ≈ mn – масса нейтрона,  mН – масса атома водорода, (   1,00867 а.е.м.  ≈ 1,00783 а.е.м.

В ядерной физике энергия выражается через атомную  единицу энергии (а.е.э.), которая соответствует  одной атомной единице массы: 1 а.е.м. = 1а.е.м. ∙ с2 = 1,67∙10­27 ∙ 9∙1016 =   = 1,5∙10­10 Дж = 931,1 МэВ

УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ Энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядре,  т.е. энергия, которую необходимо затратить, чтобы  удалить из ядра один нуклон, называется удельной  энергией связи: где А – массовое число

График зависимости удельной энергии связи Еуд:

.  . Из графика зависимости удельной энергии связи от  массового числа А видно, что:  1. У ядер с массовым числом  40<А<100 удельная энергия связи  максимальна; 2. У ядер с массовыми числами А>100 удельная энергия связи  с ростом А плавно убывает; 3. У ядер с массовыми числами А<40 с уменьшением А  удельная энергия связи скачкообразно убывает. 4. Максимальной удельной энергией обладают ядра, у  которых число протонов и нейтронов четное                      ,  а минимальной – ядра, у которых число протонов и  нейтронов нечетное                      . На основании этого анализа сделан вывод о том, что  практически можно осуществить два способа  высвобождения внутриядерной энергии: • деление тяжелых ядер (цепная реакция) • синтез легких ядер (термоядерная реакция).