Bindingen energi av atomkjernen: Formel, og verdien definisjonen

Hver av atomkjerner absolutt hvilket som helst kjemisk stoff består av et bestemt sett av protoner og nøytroner. De blir holdt sammen av det faktum at partiklene som er tilstede i løpet av bindingsenergien av atomkjernen.

Et karakteristisk trekk ved de nukleære tiltrekningskrefter er deres meget høy effekt for en forholdsvis liten avstand (ca. 10 ^-13 cm). Med økende avstand mellom partiklene og tiltrekningskraften blir svekket i atomet.

Diskusjonen om bindingsenergien i kjernen

Hvis vi tenker oss at det er en måte å separere en etter en fra kjernen, protoner og nøytroner med et atom, og plassere dem i en slik avstand at bindingsenergien av atomkjernen opphørt å fungere, må det være meget vanskelig arbeid. For å trekke ut kjernen av sine atom bestanddeler, må vi prøve å overvinne de intra-atomstyrker. Denne innsatsen vil gå ut til å skille atom på nukleoner inneholdt deri. Derfor er det mulig å bedømme at energien av atomkjernen er mindre enn den energien til partiklene, hvorav den består.

Det er lik massen av subatomære partikkel massen til atom?

I 1919 lærte forskere å måle massen til atomkjernen. Oftest er det "veide" ved hjelp av spesielle tekniske innretninger, som kalles massespektrometre. Prinsippet for virkemåten av slike innretninger er at sammenlignet egenskapene til bevegelse av partikler med forskjellige masser. I tillegg er disse partikler har den samme elektriske ladning. Beregninger viser at de partikler som har forskjellige grader av massen beveger seg langs forskjellige baner.

Moderne forskere har funnet med stor nøyaktighet massene av alle kjerner og beskaffenhet protoner og nøytroner. Hvis vi sammenligner vekten av en spesiell kjerne med summen av massene av de partikler som inneholdes i det, viser det seg at i hvert tilfelle den masse av kjernen er større enn massen av de enkelte protoner og nøytroner. Denne forskjell på omtrent 1% for hvert kjemikalie. Derfor kan det konkluderes med at bindingsenergien av atomkjernen - er 1% av energien i hans ro.

Egenskapene til kjernekrefter

Nøytronene som er inne i kjernen, frastøte hverandre ved Coulomb krefter. Men på samme atom ikke faller fra hverandre. Dette lettes ved tilstedeværelsen av de tiltrekningskrefter mellom partiklene i atomet. Disse krefter, som er av en art som er forskjellig fra den strøm, som kalles kjerne. Og samspillet mellom nøytroner og protoner kalles sterk interaksjon.

I korthet, egenskapene for de kjernefysiske krefter er som følger:

• Denne avgiften uavhengighet;
• effekt bare på korte avstander;
• og metning, som er forstått retensjon nær hverandre bare et visst antall av nukleoner.

I henhold til loven om bevaring av energi, på et tidspunkt da de nukleære partiklene er tilkoblet, er det en frigjøring av energi i form av stråling.

Bindingsenergien av atomkjernene: formelen

For de nevnte beregninger ved hjelp av en vanlig formel:

E _{b = (Z x m p + (} AZ) · m n -M _i) · c²

Her E i henhold til _binding refererer til bindingsenergien til kjernen; c - lyshastigheten; Z er antall protoner; (AZ) - antall nøytroner; m _p betegner massen av et proton; og m _n - massen av nøytron. _Mj er vekten av atomkjernen.

Den indre energi av kjerner av forskjellige substanser

For å bestemme den energi av atom binding, brukes den samme formelen. Beregnet ved formelen bindingsenergien som tidligere antydet, er det ikke mer enn 1% av den totale energien i den atom eller resten energi. Men ved nærmere undersøkelse viser det seg at dette tallet er ganske forskjellig i overgangen fra stoff til stoff. Hvis du prøver å bestemme sin eksakte verdier, vil de være spesielt forskjellig fra de såkalte lette atomkjerner.

For eksempel kan bindingsenergien i hydrogenatom er null, fordi det er bare ett proton. Bindingsenergien av heliumkjerner vil være 0,74%. I kjernen av en substans som kalles tritium, vil dette tallet være lik 0,27%. I oksygen - 0,85%. I kjernen, som er omtrent seksti nukleoner som atombindingsenergi vil være omtrent 0,92%. For kjerner med større vekt, vil dette tallet reduseres til 0,78%.

For å bestemme den kjernefysiske bindingsenergi av helium, tritium, oksygen, eller en hvilken som helst annen substans brukes den samme formelen.

Typer av protoner og nøytroner

De viktigste årsakene til disse forskjellene kan forklares. Forskerne fant at alle nukleoner som er inneholdt i kjernen, er delt inn i to kategorier: flate og innvendig. Intern nukleoner - er de som er omgitt av andre protoner og nøytroner fra alle sider. Overflaten er omgitt av dem bare fra innsiden.

Bindingen energi av atomkjernen - en kraft som er uttrykt mer på de indre nukleoner. Noe lignende måte, og det oppstår når overflatespenningen for de forskjellige væsker.

Hvor mange nukleoner i en kjerne er plassert

Det ble funnet at antallet av interne nukleoner spesielt lav i de såkalte lette kjerner. Og de som tilhører den kategorien av lys, nesten alle nukleoner regnes som overfladisk. Det antas at bindingen energi av atomkjernen - er den mengde som må vokse med det antall protoner og nøytroner. Men selv en slik vekst ikke kan fortsette på ubestemt tid. Når et visst antall nukleoner - og det er 50 til 60 - kommer til virkning er en annen kraft - deres elektrisk frastøting. Det skjer selv uansett om bindingsenergien i kjernen.

Bindingen energi av atomkjernen i forskjellige materialer som brukes av forskere for å frigjøre atomenergi.

Mange forskere er alltid interessert i spørsmålet: hvor kommer energien når lettere atomkjerner smelter sammen i tyngre? Faktisk er denne situasjonen ligner atom fisjon. I prosessen med å sammensmelting av atomkjerner, på samme måte som det skjer i spaltning av tunge atomkjerner alltid dannet en sterkere type. Å "få" fra lette atomkjerner alle nukleoner er i dem, må bruke mindre energi enn den som skiller seg ut når de kombineres. Det motsatte utsagnet er også sant. Faktisk kan syntesen av energi som faller på en spesifikk enhet av masse, være mer spesifikk fisjonsenergi.

Forskere har studert fisjonsprosesser

Prosessen av fisjon ble oppdaget av forskere Hahn og Shtrasmanom i 1938 år. Innenfor veggene i Berlin University of kjemiske forskere oppdaget at i prosessen med uran bombardement annen nøytron, konverteres til lettere elementer, stående midt i det periodiske system.

Et stort bidrag til utviklingen av dette feltet av kunnskap har gjort og Liza Meytner, hvis Gang en gang foreslått å studere radioaktivitet sammen. Hahn Meitner lov til å bare fungere på betingelse av at det vil gjennomføre sin forskning i kjelleren og aldri vil klatre til de øvre etasjene, som var et faktum for diskriminering. Men dette hindret ikke det å oppnå betydelig fremgang i studier av atomkjernen.