Bindningsenergin av atomkärnan: Formel, och definitionen värdet

Var och en av de atomkärnor absolut varje kemiskt ämne består av en specifik uppsättning av protoner och neutroner. De hålls samman av det faktum att partiklarna presentera inom bindningsenergin av atomkärnan.

Ett typiskt kännetecken för de nukleära attraktionskrafterna är deras mycket hög effekt för ett relativt litet avstånd (ca 10 ^-13 cm). Med ökande avstånd mellan partiklarna och attraktionskraften försvagas inom atomen.

Diskurs på bindningsenergin i kärnan

Om vi föreställa oss att det finns ett sätt att skilja en efter en från kärnan, protoner och neutroner i en atom, och placera dem på ett sådant avstånd att bindningsenergin av atomkärnan upphörde att fungera, måste det vara mycket hårt arbete. För att extrahera kärnan av sina atomära beståndsdelar, måste vi försöka att övervinna de intra-atomära krafter. Dessa insatser kommer att gå ut för att separera atom på nukleonerna däri. det är därför möjligt att bedöma att energin av atomkärnan är mindre än energin hos partiklarna av vilka den består.

Det är lika med massan av subatomär partikel massa atomen?

År 1919, forskare lärt sig att mäta massan av atomkärnan. Oftast är "vägs" med hjälp av speciella tekniska anordningar, som kallas masspektrometrar. Principen för drift av sådana anordningar är att jämfört egenskaperna hos rörelsen av partiklar med olika massor. Dessutom är dessa partiklar har samma elektriska laddning. Beräkningar visar att de partiklar som har olika hastigheter av massan som rör sig längs olika banor.

Moderna forskare har funnit med stor noggrannhet massorna av alla kärnor och deras ingående protoner och neutroner. Om vi jämför vikten av en specifik kärna med summan av massorna av de partiklar som finns i det, visar det sig att massan av kärnan i varje fall är större än massan av enskilda protoner och neutroner. Denna skillnad av approximativt 1% för varje kemikalie. Därför kan man dra slutsatsen att bindningsenergin av atomkärnan - är 1% av energin i hans fred.

Egenskaperna hos kärnvapen

De neutroner som är inne i kärnan, repellerar varandra genom Coulomb krafter. Men på samma atom inte faller sönder. Detta underlättas genom närvaron av de attraktiva krafterna mellan partiklar i atomen. Dessa krafter, som är av en art som skiljer sig från den kraft, som kallas kärnkraft. Och samspelet mellan neutroner och protoner kallas stark växelverkan.

I korthet egenskaperna hos de kärnvapenstyrkor är som följer:

• Denna avgift oberoende;
• åstadkomma endast på korta avstånd;
• och mättnad, som förstås retentionstid nära varandra endast ett visst antal nukleoner.

Enligt lagen om energins bevarande, i en tid då de kärnpartiklar är anslutna, det finns ett frigörande av energi i form av strålning.

Bindningsenergin av atomkärnor: formeln

För de nämnda beräkningar med en gemensam formel:

_{Eb = (Z · m p + (} AZ) · m n -M _i) · C²

Här E enligt _bindning hänför sig till bindningsenergin av kärnan; c - ljushastigheten; Z är antalet protoner; (AZ) - antalet neutroner; m _p betecknar massan av en proton; och m _n - massan av neutron. _Mi är vikten på atomkärnan.

Den inre energin av kärnorna av olika ämnen

Att bestämma energin hos den nukleära bindning, används samma formel. Beräknas med formeln bindningsenergi såsom tidigare angivits, är det inte mer än 1% av den totala energin för atomen eller resten energi. Men vid närmare granskning visar det sig att detta antal ganska varierar i övergången från substans till substans. Om du försöker bestämma dess exakta värden, kommer de att vara särskilt skiljer sig från de så kallade lätta atomkärnor.

Till exempel, bindningsenergi inom väteatomen är noll, eftersom det bara finns en proton. Bindningsenergin av heliumkärnor kommer att vara 0,74%. Kärnan i ett ämne som kallas tritium, kommer denna siffra att vara lika med 0,27%. I syre - 0,85%. I kärnan, vilket är ungefär sextio nukleonerna av atombindningsenergi skulle vara ca 0,92%. För kärnor med större tyngd, kommer denna siffra successivt minska till 0,78%.

För att bestämma den kärnbindningsenergi av helium, tritium, syre eller någon annan substans som används samma formel.

Typer av protoner och neutroner

De främsta orsakerna till dessa skillnader kan förklaras. Forskarna fann att alla nukleonerna som återfinns i kärnan, är indelade i två kategorier: yta och intern. Interna nukleonerna - är de som är omgivna av andra protoner och neutroner från alla håll. Ytan är omgiven av dem bara från insidan.

Bindningsenergin av atomkärnan - en kraft som uttrycks mer på de inre nukleonerna. Något liknande sätt, och inträffar när ytspänningen hos de olika vätskorna.

Hur många nukleonerna i en kärna placeras

Det visade sig att antalet interna nukleoner särskilt låga i de så kallade lätta kärnor. Och de som tillhör den kategori av ljuset, nästan alla nukleonerna betraktas som ytlig. Man tror att bindningsenergin av atomkärnan - är det belopp som behöver växa med antalet protoner och neutroner. Men även en sådan tillväxt kan inte fortsätta på obestämd tid. När ett visst antal av nukleoner - och det är från 50 till 60 - kommer i effekt är en annan kraft - deras elektriska repulsionen. Det förekommer till och med oavsett om bindningsenergi i kärnan.

Bindningsenergin av atomkärnan i olika material som används av vetenskapsmän för att frigöra kärnenergi.

Många forskare är alltid intresserade av frågan: var gör energi när lättare atomkärnor smälter in i tyngre? I själva verket är denna situation liknande atomklyvning. I processen för fusion av lätta kärnor, precis som det händer i klyvningen av tunga kärnor alltid bildas en starkare typ. Att "få" från lätta kärnor alla nukleonerna är i dem, måste förbruka mindre energi än en som sticker ut när de kombineras. Det omvända uttalande är också sant. I själva verket kan syntesen av energi som infaller på en särskild enhet av massa, vara mer specifik klyvningskraft.

Forskarna har studerat klyvningsprocesser

Processen av kärnklyvning upptäcktes av forskare Hahn och Shtrasmanom 1938 år. Inom väggarna i Berlin universitetet i de kemiska forskarna upptäckt att i processen för uran bombardemang annan neutron, omvandlas den till lättare element, som står i mitten av det periodiska systemet.

Ett stort bidrag till utvecklingen av denna kunskapsområde har gjort och Liza Meytner, vars Gang föreslog en gång att studera radioaktiviteten tillsammans. Hahn Meitner får arbeta endast under förutsättning att det kommer att bedriva sin forskning i källaren och kommer aldrig att klättra till de övre våningarna, vilket var ett faktum diskriminering. Men detta inte hindra den att uppnå betydande framsteg i studier av atomkärnan.