Forțele nucleare. Acum știm deja că izotopii sunt mult mai mari decât elementele. Dar de ce nucleele anumitor izotopi sunt stabile (și ele apar adesea în natură), în timp ce altele - sunt ușor degradate și radioactive?
Ce păstrează particulele în nucleul atomic?
Între protoni, precum și între alte particule încărcate singure, acționează forțe electrostatice repulsive, care la dimensiuni mici ale nucleului trebuie să fie suficient de mari. Desigur, aceste forțe nu pot face legătura dintre particulele din nucleu. Pentru ca miezul să rămână foarte durabil și compact, sunt necesare forțe foarte mari care ar atrage particule nucleare una la cealaltă. Încă mai știm foarte puțin despre natura acestor forțe. Știm că, în timp ce forța electrostatică (atracție și repulsie), care acționează pe distanțe destul de mare-niyah, forțele nucleare sunt semnificative numai atunci când se apropie de particule nucleare. Dacă raza atomică este determinată de forțele electrostatice de atracție, dei stvuyuschimi dintre electroni încărcate negativ și pozitiv de bază, și este de aproximativ o sută de milionime de centimetru (10 -8 cm), raza miezului este determinată de acțiunea forțelor nucleare și zoom-telno unul este egal o mie de miliarde de centimetri (10-12 cm).
Astfel, indiferent cât de mic este un atom, pot fi așezate pe diametru aproximativ 10.000 de nuclee.
Forțele nucleare, aparent, pot fi explicate prin interacțiunea dintre protoni și neutroni cu oa treia particulă. (Protoni și neutroni Denumite uneori ne numim nucleoni.) Această particulă apare atunci când conversia unui proton într-un neutron și un proton și un neutron este comun pentru două nucleoni care interacționează. Astfel, forțele nucleare sunt asociate cu schimbul de particule. Prin urmare, forțele de acest tip sunt numite forțe de schimb. Ele sunt foarte originale și nu sunt suficient de evidente în noțiunile noastre obișnuite. Pentru aceste forțe, este foarte caracteristic faptul că acțiunea lor este legată de schimb, cu schimbarea rolurilor dintre cei doi nucleoni implicați în această legătură.
Protonul și neutronul schimbă continuu particule unul cu celălalt, care sunt simultan legate de ambele nucleoni. Cu toate probabilitățile, astfel de particule sunt pionii descoperiți în ultimii ani (pi-mezoni). Raza mică de acțiune a forțelor nucleare se explică prin faptul că particulele grele de tip p-mezones nu pot lăsa protoni și neutroni mult timp. După ce au zburat, se vor întoarce, sau vor fi absorbiți de alte particule nucleare. Pentru cei din urmă, este necesar ca nucleonii să fie aproape unul de celălalt. Astfel, se face o legătură între particulele nucleare.
Fig. 4. Ion dintr-o moleculă de tip apă. Două protoni sunt schimbate de un electron
Forțele nucleare au o anumită asemănare cu forțele chimice, care sunt și forțe de schimb. În molecule, de asemenea, există un schimb de particule. De exemplu, putem lua ionul moleculei de hidrogen (figura 4). Aici există două protoni în jurul cărora se rotește un electron. Un astfel de ion este o formațiune complet stabilă, iar forța care determină stabilitatea sa este legată de interacțiunea a doi protoni cu un electron comun. Aparent, putem presupune că electronul se rotește în jurul unuia, apoi în jurul unui alt proton. Aici, ca și în sistemele nucleare, forța este asociată cu schimbarea unei particule, cu trecerea unui electron de la un proton la altul.
Rezistența solidelor este cunoscută ca fiind determinată de forțele electrostatice care acționează între atomii din materie. Dar forțele nucleare sunt de milioane de ori mai electrostatice. Materialul nuclear este de două ori mai puternic decât cea mai puternică oțel. Dacă ar fi posibil să fabricăm dintr-o substanță nucleară un țesut de o zecime de micron gros (0,0001 milimetri), atunci ar fi cu siguranță mai puternic decât cel mai gros armură. Adevărat, este dificil să ne imaginăm o navă militară, îmbrăcată cu o asemenea armură, a cărui metru pătrat cântărește mai mult de 600 mii tone.
Substanța nucleară are o gravitate enormă (densitate). Am folosit până în prezent pentru a face față cu substanțele, a căror greutate este mai mică de 23 (substanță cea mai severă este un metal rar este osmiu. Greutatea sa specifică de 22,5.), Există un centimetru cub de o astfel de substanță nu cântărește mai mult de 23 de grame. Centimetrul cub de substanță nucleară cântărește peste 100 de milioane de tone, adică gravitatea specifică este de 10 14 g / cm3.
Aceste puteri și densitate uriașe sunt explicate de forțele nucleare, care trag nucleii împreună într-o particulă foarte densă și mică - nucleul.
Kernelurile au puncte forte diferite. Cele mai slabe particule sunt în nucleul elementelor luminoase la începutul tabelului periodic. Această conexiune crește rapid odată cu creșterea numărului de particule din nucleu și, prin urmare, crește și puterea nucleului. Așa cum am menționat deja, forțele nucleare sunt de scurtă durată, adică fiecare particulă a nucleului este asociată numai cu particule învecinate. Nu există comunicare între particule separate unul de celălalt. Prin urmare, pornind de la un anumit element din tabelul periodic, asocierea dintre particulele din nucleele atomilor acestor elemente nu vor crește odată cu numărul de particule în nucleul atomului. Aceasta explică faptul că cealaltă-ness elemente intermediare nuclee (de la Cadmiu la ceriu) la-blizitelno același, că este necesară o forță de aproximativ o kovye să rupă un neutron din oricare dintre aceste nuclee. La urma urmei, rezistența substanțelor convenționale, de exemplu, hârtia sau apa, nu depinde de cantitatea de materie. Ai nevoie să-și petreacă același efort de a aduna o lingură de apă dintr-o găleată sau într-o sută de-Kahn, să se detașeze o fâșie de hârtie din întreaga rola sau pe o plăcuță.
În nucleele atomilor elementelor grele, situate la sfârșitul mesei lui Mendeleyev, forțele electrostatice sunt de o mare importanță. Dacă, cu o creștere a numărului de protoni și neutroni din nucleu, forțele nucleare nu măresc substanțial puterea nucleului, atunci forțele electrostatice respingătoare cresc în acest caz. Ei împing toate protonii nucleului, chiar și cei mai îndepărtați unul de celălalt. Forțele electrostatice par să slăbească nucleele mari, făcându-le mai puțin dense. Prin urmare, particulele din nucleele atomilor grei sunt mai puțin legate decât în cele medii.
- Energie nucleară sovietică.
- Reactor pentru cercetare fizică și tehnică (RFT).
- Recepția substanțelor radioactive în reactoarele nucleare.
- Kernel-ul este o picătură de lichid.
- Soarele este la sol.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: