Atominio branduolio privalomoji energija: formulė, prasmė ir apibrėžimas

Kiekvienas atominis branduolys yra absoliučiaiCheminę medžiagą sudaro specifinis protonų ir neutronų rinkinys. Jie laikomi kartu dėl to, kad atominės branduolio siejamoji energija yra dalelės viduje.

Branduolinių traukos jėgų charakteristika yra jų labai didelė galia gana nedideliuose atstumuose (nuo maždaug 10^-13 cm). Kai atstumas tarp dalelių padidėja, taip pat silpnėja traukos jėgos atomas.

Paaiškinimas apie branduolio sukibimo energiją

Jei įsivaizduosime, kad yra būdas atskirtieilės iš atomo branduolio, protonų ir neutronų ir jas rasti tokiu atstumu, kad atominės branduolio susirišimo energija nustoja veikti, tai turi būti labai sunkaus darbo. Norint išgauti jo sudedamąsias dalis iš atomo branduolio, turime stengtis įveikti intraatomines jėgas. Šios pastangos bus padalinti atomą į jame esančius nukleonus. Todėl galima manyti, kad atomo branduolio energija yra mažesnė už tų dalelių energiją, iš kurios ji susideda.

Ar tarpatominių dalelių masė yra lygi atomo masę?

Jau 1919 m. Mokslininkai išmoko išmatuotiatominės branduolio masė. Dažniausiai tai "pasveriama" naudojant specialius techninius įtaisus, kurie vadinami masių spektrometrais. Tokių prietaisų veikimo principas yra tas, kad palyginamos dalelių su skirtingomis masėmis judesio charakteristikos. Tuo pačiu metu tokios dalelės turi vienodus elektros krūvius. Skaičiavimai rodo, kad tos dalelės, turinčios skirtingus masės rodiklius, judėti skirtingomis trajektorijomis.

Šiuolaikiniai mokslininkai rasta labai tiksliaivisų branduolių masės, taip pat jų sudėties sudarančių protonų ir neutronų. Jei mes palyginsime tam tikro branduolio masę su jame esančių dalelių masėmis, pasirodys, kad kiekvienu atveju branduolio masė bus didesnė už atskirų protonų ir neutronų masę. Šis skirtumas yra apie 1% bet kuriai cheminei medžiagai. Todėl galime daryti išvadą, kad atominės branduolio siejamoji energija yra 1% visos poilsio energijos.

Tarpvalstybinių jėgų ypatybės

Neutronai, esantys viduje branduolioatstumia vienas kitą kumulantų pajėgose. Bet atomas nesudrūksta į gabalus. Tai padeda palengvinti patraukli jėga tarp atomų dalelių. Tokios jėgos, kurios turi kitokį nei elektros energiją, vadinamos branduolinėmis jėgomis. Ir neutronų ir protonų sąveika vadinama stipria sąveika.

Trumpai tariant, branduolinių jėgų savybės mažinamos taip:

• tai mokestis nepriklausomybei;
• veiksmai tik trumpais atstumais;
• taip pat prisotinimas, o tai reiškia, kad vienas kito sulaikymas yra tik tam tikras skaičius nukleonų.

Pagal energijos išsaugojimo įstatymą, kai yra sujungtos branduolinės dalelės, energija išsiskiria radiacijos forma.

Atominių branduolių rišančioji energija: formulė

Pirmiau pateiktiems skaičiavimams naudojama įprasta formulė:

E_Šv.= (Z · m_p+ (A-Z) · m_n-M_Aš) · C²

Čia žemiau E_Šv. suprantama branduolinės energijos sąveika; su - šviesos greitis; Z - protonų skaičius; (A-Z) yra neutronų skaičius; m_p žymi protono masę; a m_n Ar neutronų masė. M_Aš žymi atomo branduolio masę.

Įvairių branduolių vidinė energija

Norint nustatyti branduolio privalomąją energiją, jis naudojamasta pati formulė. Apskaičiuotas pagal formulę, kaip nurodyta anksčiau, yra ne daugiau kaip 1% visos atominės ar poilsio energijos. Tačiau, atidžiau ištyrus, paaiškėja, kad šis skaičius svyruoja gana stipriai, pereinant nuo medžiagos į medžiagą. Jei mes stengsimės nustatyti tikslias vertes, tai jie bus ypač skirtingi vadinamuose šviesos branduoliuose.

Pavyzdžiui, prijungimo energija viduje vandenilio atomo yra nulis, nes jame yra tik vienas protonas. Helio branduolio susirišimo energija bus 0,74%. Tričio turinio branduolių atveju šis skaičius bus 0,27%. Deguoniui jis yra 0,85%. Branduoliuose, kur yra apie šešiasdešimt nukleonų, vidinės atominės jungties energija bus apie 0,92%. Ateities branduolys su didesniu masės kiekiu palaipsniui sumažės iki 0,78%.

Norint nustatyti helio, tričio, deguonies ar bet kokios kitos cheminės medžiagos privalomąją energiją, naudojama ta pati formulė.

Protonų ir neutronų tipai

Pagrindinės tokio skirtumo priežastys gali būtipaaiškinta. Mokslininkai nustatė, kad visi branduolyje esantys nukleonai skirstomi į dvi kategorijas: paviršutiniškas ir vidinis. Vidiniai nukleonai yra tie, kurie yra apsupti kitų protonų ir neutronų visomis kryptimis. Viršūnų juos supa tik iš vidaus.

Atominio branduolio įrišimo energija yra jėga, didesnė vidaus nulonuose. Beje, kažkas panašaus pasitaiko su įvairių skysčių paviršiumi.

Kiek nikonų dedama į branduolį

Nustatyta, kad vidinių nukleonų skaičiusypač mažuose vadinamuosiuose šviesos branduoliuose. Ir tiems, kurie priklauso plaučių kategorijai, beveik visi nukleonai yra laikomi paviršutiniški. Manoma, kad atominės branduolio siejamoji energija yra kiekis, kuris turi augti kartu su protonų ir neutronų skaičiumi. Bet net toks augimas negali tęstis neribotą laiką. Su tam tikru skaičiumi nukleonų - ir tai yra nuo 50 iki 60 - įsigalioja dar viena jėga - jų elektrinis pasipriešinimas. Tai atsitinka net nepriklausomai nuo to, ar jame yra branduolio rišančioji energija.

Branduolinės energijos išlaisvinimas mokslininkų naudoja atominių branduolių įvairias medžiagas.

Daugelis mokslininkų visada domėjosi klausimu: Iš kur energija ateina, kai lengvesni branduoliai suyra į sunkiuosius? Iš tikrųjų ši situacija yra panaši į branduolio dalijimąsi. Lengvų branduolių sintezės procese, kaip vyksta sunkiųjų branduolių suskaidymo metu, visada formuojasi ilgesnio branduolio branduoliai. Norint "išgauti" iš šviesiųjų branduolių visus jose esančius nukleonus, reikia išleisti mažiau energijos nei tuo atveju, kai jie yra sujungti. Taip pat yra ir priešingas teiginys. Tiesą sakant, sintezės energija, kuri sudaro tam tikrą masės vienetą, gali būti didesnė nei konkreti dalijimosi energija.

Mokslininkai, tyrę branduolio dalijimosi procesus

Branduolio dalijimosi procesą atrado mokslininkai Gana ir"Strassmann" 1938 m. Berlyno chemijos universiteto sienose mokslininkai atrado, kad urano bombardavimo su kitais neutronais procesas tampa lengvesniais elementais Mendelejevo stalo viduryje.

Svarbus indėlis į šios žinių srities plėtrąir Lisaą Meitnerį, kurią vieną kartą pasiūlė kartu kartu tyrinėti radioaktyvumą. Gali leisti "Meitner" dirbti tik tuo atveju, jei ji atliks studijas rūsyje ir niekada nepasieks aukštutinių aukštų, tai yra diskriminacijos faktas. Tačiau tai netrukdė jai pasiekti reikšmingų laimėjimų atominės branduolio tyrimuose.