A tömeghiba, a kötési energia és az atommagok stabilitása
1) A tömeg hibája - az adott izotóp atomi magjának pihentető tömege, atomtömeg-egységekben kifejezve, és az adott izotóp tömegének száma. A modern tudományban ezt a különbséget jelöli a felesleges tömeg kifejezés. Általában a felesleges tömegt keV-ben fejezzük ki.
2) Az energia svyazi.Bolshaya kötési energiája nukleonok a sejtmagban, meglétét jelzi nukleáris erő, vagyis a gravitációs erő túl kicsi ahhoz, hogy megoldják a kölcsönös elektrosztatikus taszítás protonok a sejtmagban. Kommunikációs nukleonok végzett erők rendkívül rövid életű, amely fakadhat a folyamatos cseréje részecskék, úgynevezett pi-mezonok között nukleonjait a sejtmagban.
Kísérletileg azt tapasztaltuk, hogy minden szilárd mag esetében a mag tömege kisebb, mint a külön-külön vett nukleonok tömegének összege. Ezt a különbséget tömeghibának vagy tömegtöbbletnek nevezik, amelyet a következő összefüggés határoz meg:
ahol u egy szabad proton és egy neutron tömege, a mag tömege.
A tömeg és az energia egyenértékűségének elve szerint a tömeghiba a nukleáris erők által felhasznált munka egyenértékű tömege annak érdekében, hogy összegyűjtse az összes nukleont együtt a mag kialakulásában. Ez az érték megegyezik a nukleonok potenciális energiájának változásával a magba való integrálásuk következtében.
A tömeghibát megegyező energiát a mag magjának kötési energiájának nevezik, és egyenlő:
hol van a fény sebessége vákuumban.
A mag egy másik fontos paramétere a nukleonra jutó kötési energia, amelyet úgy számíthatunk ki, hogy a mag nukleáris kötési energiáját elosztjuk az általa tartalmazott nukleonok számával:
Ez az érték az átlagos energia, amelyet ki kell tölteni, hogy eltávolítson egy nukleont a magból, vagy a mag magvari energiaának átlagos változását, amikor szabad proton vagy neutron abszorbeálódik benne.
Amint az a magyarázó ábrán látható, a magszámok kisebb értékeire a magok specifikus kötési energiája meredeken emelkedik, és maximálisan (kb. 8,8 MeV) ér el. Az ilyen tömegszámú nuklidok a legstabilabbak. A további növekedés mellett az átlagos kötési energia csökken, de tömegszámok széles tartományában az energia értéke szinte állandó (MeV), amiből az következik, hogy le lehet írni.
Az átlagos kötési energia viselkedésének ez a jellege azt mutatja, hogy a nukleáris erő tulajdonsága a telítettség eléréséhez, vagyis a nukleon kölcsönhatásának lehetősége csak kevés "partnerrel". Ha a nukleáris erők nem rendelkeznek telítődési tulajdonsággal, a nukleáris erők tartományában minden egyes nukleon kölcsönhatásba lép egymással, és az interakciós energia arányos lenne. és az egyetlen nukleon átlagos kötési energiája nem lenne állandó a különböző magok esetében, hanem növekedéssel növekedne.
A kötési energiának a tömegszámra való függőségének általános szabályszerűségét a Weizsacker-képlet írja le a nucleus cseppmodelljének elmélete keretében.
3) A magok stabilitása. Abból a tényből, csökkenő az átlagos kötési energiák számára nuklidokat tömegszáma nagyobb vagy kisebb, mint 50-60, hogy egy kis magok energetikailag kedvező fúziós folyamat - fúzió, ami növeli a tömegszáma, valamint magok nagyobb - hasadási folyamat. Jelenleg mindkét energiatermelési folyamatot elvégezték, az utóbbi pedig a modern nukleáris energiatermelés alapja, az előbbi pedig fejlesztés alatt áll.
Részletes vizsgálatok kimutatták, hogy a magok stabilitása is jelentősen függ a paramétertől - a neutronok és protonok számának arányától. Átlagosan a legstabilabb magokra [10]. ezért a könnyű nuklidok magjai a legstabilabbak. és a tömegszám növekedésével a protonok közötti elektrosztatikus repuláció észrevehetőbbé válik, és a stabilitási tartomány eltolódik az oldalra (lásd a magyarázó ábrát).
Ha figyelembe vesszük a természetben előforduló stabil nuclidek táblázatait, akkor az u egyenletes és páratlan értékeire figyelni tudjuk azok eloszlását. Minden ilyen értékű, egyenletes értékű kernel a könnyű nuklidok magja. . . . Az A-val rendelkező izobárok közül általában csak egy stabil. Az egyenletesek esetében gyakran két, három vagy több állandó izobárt találunk, ezért az egyenletes, a legkevésbé furcsa a legstabilabb. Ez a jelenség azt jelzi, hogy mind a neutronok, mind a protonok párhuzamosan kapcsolódnak párokhoz, ami a kötési energiának [1] fent leírt függőségének zavartságát okozza.
Így, a paritás a protonok száma, vagy neutronok létrehoz némi mozgásteret a stabilitás, amely ahhoz a lehetőséghez vezet, hogy létezik a több stabil nuklidok, amelyek különböznek rendre számának izotópok neutronok és a protonok száma az izotóniás. A neutronok számának paritása a nehéz magok összetételében azt is meghatározza, hogy képesek-e osztozni neutronok hatására [2].
4) Kihúzási szabály: bomlás esetén a mag 2e pozitív töltést veszít, és tömege körülbelül 4 amu-val csökken; amikor b bomlik, a nukleáris töltés 1 e-vel növekszik, és a tömeg nem változik.
5) gamma-sugárzás (gamma-sugarak, # 947; -robokok) - rendkívül kis hullámhosszú elektromágneses sugárzás típusa - <5·10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.
A gamma-kvantumok nagy energiájú fotonok. Úgy gondolják, hogy a gamma-sugárzás kvantuma meghaladja a 105 eV-ot, bár a gamma és a röntgensugárzás közötti éles határ nem határozható meg. Az elektromágneses hullámok skáláján a gamma sugárzás határolja a röntgensugárzást, és több frekvenciát és energiát foglal magában. Az 1-100 keV tartományban a gamma sugárzás és a röntgensugárzás csak a forrás szempontjából különbözik: ha a kvantumot nukleáris átmenetben sugározzák, akkor szokásos utalni gamma-sugárzásra; Ha az elektronok vagy átmenetek kölcsönhatása az atom elektronhéjban - röntgensugárzásra. A fizika szempontjából az azonos energiájú elektromágneses sugárzás kvantumai nem különböznek egymástól, így ez a szétválasztás önkényes.
A gamma-sugárzás az atommagok gerjesztett állapotai közötti átmenetek során keletkezik (lásd Isomer átmenet, az ilyen gamma-kvantumok energiái a
1 tucat keV MeV), nukleáris reakciók (például, a megsemmisítése elektron és a pozitron bomlás semleges peony, stb), valamint az eltérés energetikai töltött részecskék elektromos és mágneses mezők
6) Ha egy anyagon áthalad, az r-sugarak sugara csökkenti intenzitását. Ez a csillapítás egyrészt a foton anyag általi felszívódásának, másrészt a szóródásnak köszönhető. Az adott r-sugárzás párhuzamos gerincének csillapítását egy anyagban lineáris csillapítási együtthatók jellemzik