Defectul de masă și energia de legare a nucleului

Masa nucleului atomic poate fi determinată prin următoarea formulă:

unde este masa de electroni; - masa atomului elementului chimic, care poate fi măsurată cu exactitate cu ajutorul unui spectrometru de masă.







Experiența a arătat că masa unui nucleu atomic este mai mică decât. Este suma masei nucleonilor, a componentelor sale. În consecință, atunci când se formează un nucleu, există un defect de masă:

Adăugând termenul egal cu zero în partea dreaptă a ecuației (2). obținem formula de defect de masă în următoarea formă:

Aici este masa atomului de hidrogen; Este masa atomului. Formula (3) este convenabilă în calcule, deoarece tabelele de referință dau masele de atomi (și nu nuclei), care sunt măsurate în spectrometre de masă.

Masa nucleului și energia sa totală sunt legate de formula

Formula (4) arată că o scădere a masei unui sistem de nucleoni în formarea unui nucleu va fi însoțită de o scădere corespunzătoare a energiei sistemului. În consecință, atunci când nucleul este format, conform legii conservării energiei (ENE), energia este eliberată







Potrivit ZSE, aceeași energie trebuie folosită pentru procesul invers, pentru separarea nucleului în nucleoni separați; această energie se numește energia obligatorie a nucleului. . Și este dat de (5). Astfel, luând în considerare formula (3), pentru energia de legare a nucleului atomic se obține următoarea formulă de calcul:

Împreună cu energia de legare a nucleului, energia de legare specifică

adică energia de legare pe un nucleon; această energie caracterizează puterea nucleelor ​​atomice (stabilitatea lor): cu cât valoarea este mai mare. cu cât nucleul este mai stabil.

Calculul arată că cea mai mare energie de legare corespunde nucleelor ​​cu un număr de masă. adică elementelor care se află în mijlocul tabelului periodic al elementelor. Luminile și nucleele grele sunt mai puțin stabile. Procesele de tranziție a nucleelor ​​într-o stare mai stabilă (cu o valoare mai mare, ceea ce înseamnă mai puțină energie a nucleului) este însoțită de eliberarea energiei. Aceste procese: 1) fuziunea nucleelor ​​ușoare (fuziunea termonucleară) și 2) fisiunea nucleelor ​​grele în nucleele mai ușoare din reactoarele nucleare - sunt folosite pentru a obține energie nucleară.







Trimiteți-le prietenilor: