А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Питома енергія - зв'язок

Питома енергія зв'язку визначена для ядер атомів усіх хімічних елементів.

Питома енергія зв'язку характеризує стійкість ядра. З графіка видно, що найбільш стійкі середні елементи таблиці Менделєєва. Зменшення питомої енергії зв'язку у важких ядер пояснюється тим, що при великій кількості протонів в ядрі значно посилюється кулоновское відштовхування.

Питома енергія зв'язку характеризує стійкість ( міцність) атомних ядер: чим більше е, тим стійкіше ядро.

Питома енергія зв'язку невелика для легких ядер, вона досягає максимуму в області масових чисел А - 50 4 - 60 а потім повільно зменшується з ростом А.

Питома енергія зв'язку в усіх ядрах, за винятком декількох найбільш легких, дорівнює приблизно 6 - 8 МеВ.

Питома енергія зв'язку[Е /А досягає (Максимуму в області ядер 40Аг - I20Sn, рівного приблизно 8 6 МеВ на нуклеон, і падає для ізотопів урану до величини близько 7 5 МеВ.

Питома енергія зв'язку урану дорівнює кг 7 5 МеВ, питома енергія зв'язку осколків е286 МеВ.

Питома енергія зв'язку нуклеонов в кожному з осколків, як це видно з кривої малюнка 49 більше, ніж у вихідному ядрі.

Питома енергія зв'язку нуклеонов в кожному з осколків, як це видно з кривої малюнка 59 більше, ніж у вихідному ядрі. У вихідному ж ядрі вона рівна 7 6 Meit. Різниця енергій становить (142825) (9486) - (23676) 200 Мео на ядро урану.

Питому енергію зв'язку а мало б гіпотетичне ядро великих розмірів, що складається з однакового числа протонів і нейтронів, при відсутності кулонів-ського взаємодії між протонами. У реальному ядрі середня питома енергія зв'язку зменшується до 8 МеВ за рахунок впливу поверхневої енергії і енергії електростатичного відштовхування протонів. Справа в тому, що, не дивлячись на різну залежність від А поверхневої і кулоновской енергії, їх сума змінюється досить слабо при зміні А в межах реальних масових чисел.

Питому енергію зв'язку а мало б гіпотетичне ядро великих розмірів, що складається з - однакового числа протонів і нейтронів, при відсутності кулонів-ського взаємодії між протонами. Справа в тому, що, не дивлячись на різну залежність від А поверхневої і кулоновской енергії, їх сума змінюється досить слабо при зміні А в межах реальних масових чисел.

Питомою енергією зв'язку називають енергію зв'язку, припадає на один нуклон ядра.

Найбільшою питомою енергією зв'язку має суспензія А1 - - каолініту. Зменшення товщини гідратних плівок при підвищенні валентності катіона призводить до деякого посилення ролі контактів між кутами і ребрами частинок і швидких еластичних деформацій. Суспензія переходить в третій структурно-механічний тип.

Зменшення питомої енергії зв'язку при переході до важких елементів пояснюється тим, що зі зростанням числа протонів в ядрі збільшується і енергія їх кулонівського відштовхування. Тому зв'язок між нуклонами стає менш сильною, а самі ядра менш міцними.

Зменшення питомої енергії зв'язку при переході до важких ядер пояснюється електростатичним відштовхуванням протонів. Кулонівська енергія пропорційна квадрату числа протонів (кулонівських сили не мають властивість насичення) і обернено пропорційна розмірам ядра. Тому внесок кулоновских ефектів в питому енергію зв'язку зростає при переході до більш важким ядер.

Зменшення питомої енергії зв'язку при переході до важких иемедгам об'нс 1 няетея тим, що зі зростанням числ-а протонів в ядрі збільшується і енергія їх KyjioHoei KOi o іпалкінані 11оетому зв'язок між нуклонами з i а.

Зниження питомої енергії зв'язку до кінця таблиці обумовлено кулоновским відштовхуванням великої кількості протонів в ядрі.

Зменшення питомої енергії зв'язку при переході до важких ядер пояснюється електростатичним відштовхуванням протонів. Кулонівська енергія пропорційна квадрату числа протонів (кулонівських сили не мають властивість насичення) і обернено пропорційна розмірам ядра. Тому внесок кулоновских ефектів в питому енергію зв'язку зростає при переході до більш важким ядер.

Зниження питомої енергії зв'язку до кінця таблиці обумовлено кулоновским відштовхуванням великої кількості протонів в ядрі.

Визначити питому енергію зв'язку для ядра С, якщо маса його нейтрального атома дорівнює 199272 - Ю-27 кг.

Q Удільної енергією зв'язку ядра ау, називається енергія зв'язку, яка припадає на один кулон: ш - Wfn /A. Величина ш - становить в середньому 8 МеВ /нуклон. На рис. 15.1 наведена крива залежності питомої енергії зв'язку від Массон числа Л, що характеризує різну міцність зв'язків нуклоном в ядрах різних хімічних елементів. У міру збільшення числа нуклонів в ядрі питома енергія зв'язку убуває.

Так як питома енергія зв'язку - Е /А у ядер кінця періодичної системи зменшується приблизно на 1 МеВ в порівнянні з ядрами атомів середній частині періодичної системи, то при розподілі важкого ядра урану на два осколки середньої маси повинна звільнятися енергія, близька до 200 МеВ. Велика частина цієї енергії звільняється у формі кінетичної енергії осколків, що розлітаються під час ділення.

Різке зростання питомої енергії зв'язку зі збільшенням числа частинок пояснюється властивістю короткодіючого ядерних сил. 
Залежність питомої енергії зв'язку пояснюється неповним енергії ядер від масового числа насиченням ядерних сил у легких. Характер залежності питомої енергії зв'язку від масового числа пояснює виділення енергії як при діленні важких ядер на осколки, що лежать в середині періодичної системи елементів, так і при синтезі легких ядер. Тому можливі два принципово різних способу звільнення ядерної енергії для практичного застосування.

Різке зростання питомої енергії зв'язку зі збільшенням числа частинок пояснюється властивістю короткодіючого ядерних сил.

Такий хід кривої питомої енергії зв'язку дає ключ до розуміння механізму виділення ядерної енергії. З нього, зокрема, можна зрозуміти, чому існують тільки два різних методу виділення ядерної енергії - розподіл важких ядер і синтез легких ядер з ще більш легких. Із загальних міркувань ясно, що енергія буде виділятися при таких ядерних реакціях, при яких питома енергія зв'язку продуктів реакції буде перевищувати питому енергію зв'язку вихідних ядер. Це загальна умова може бути виконано двома способами: або розподілом важких ядер на частини, що лежать в середині таблиці Менделєєва, або синтезом легких ядер, що лежать на початку таблиці, з ще більш легких. Детальніше ці питання будуть розглянуті в гл.

Якщо розглядати питому енергію зв'язку як функцію Z при фіксованому А (рис. 2.6), то виходять криві з максимумом, що лежить при Z 0 5Л для легких ядер і зсунутим в сторону більшого відсотка нейтронів для важких ядер.

Якщо розглядати питому енергію зв'язку як функцію Z при фіксованому А (рис. 2.6), то виходять криві з максимумом, що лежить при Z - 0 5Д для легких ядер і зсунутим в сторону більшого відсотка нейтронів для важких ядер.

Для важких ядер питома енергія зв'язку знижується за рахунок підвищення ролі кулонівського відштовхування протонів, і розпад стає енергетично можливим.

В іншому випадку питома енергія зв'язку (за своїм абсолютним значенням) більш-менш монотонно зростала б зі зростанням А, а також монотонно зростала б і щільність ядерної речовини, що суперечить експериментальним даним.

У важких ядер питома енергія зв'язку зменшується за рахунок зростаючої зі збільшенням Z кулоновской енергії відштовхування протонів. Кулонівські сили прагнуть розірвати ядро.

Накресліть графік залежності питомої енергії зв'язку від масового числа для елементів періодичної системи Менделєєва. Якими особливостями володіє цей графік. Які способи вивільнення внутрішньоядерної енергії бути застосований на практиці.

З графіка залежності питомої енергії зв'язку від масового числа (рис. 24) слід, що найбільшою енергією зв'язку (близько 8 6 МеВ) мають ядра елементів з середніми значеннями масових чисел. Стає зрозумілою причина великого числа стійких ізотопів у середніх за масою елементів.

Дійсно, сталість питомої енергії зв'язку означає, що енергія зв'язку ядра Есв пропорційна А. Звідси випливає, що у кожного нуклона є обмежений запас можливостей взаємодії, і якщо цей запас вже витрачено на зв'язок з двома-трьома сусідніми нуклонами, то настає стан насичення, а зв'язку з іншими нуклонами виявляються ослабленими навіть на дуже близьких відстанях. Цим властивістю ядро нагадує рідину.

З графіків залежності питомих енергій зв'язку атомних ядер від масового числа для всієї системи ізотопів слід, що ці енергії відчувають характерні скачки в області заповнення ядерних оболонок. Квадрупольні моменти, що характеризують відхилення від сферичної симетрії, розподілу електричного заряду ядра при значеннях числа протонів або нейтронів, рівних магічним числам, звертаються в нуль, переходячи від позитивних значень до негативних. Тому ми маємо всі підстави вважати, що ядра з магічним числом протонів або нейтронів, подібно до атомів інертних газів, відповідають заповненим протонним або нейтронним оболонок. При цьому, як уже зазначалося вище, магічні числа як для протонів, так і для нейтронів збігаються. Це ще раз говорить про те, що схема рівнів в ядрах обумовлена в основному ядерними, а не Куло-ського силами, що діють лише між протонами.

Визначте, обчисливши питому енергію зв'язку, яке з ядер - Ве або А1 - є більш стійким.

Чому рівні маса і питома енергія зв'язку цього ядра.

Якби виграш в питомої енергії зв'язку був не тільки необхідний, але і достатній для здійснення розподілу, то розподіл йшло б на всіх ядрах важче заліза - кобальту. Насправді, однак, розподіл йде лише на найважчих ядрах, причому не на всіх однаково. Причина тут та сама, яка перешкоджає а-рас-Падуя важких ядер - кулонівський потенційний бар'єр. Поява і вплив кулонівського потенційного бар'єру легко пояснити за допомогою напівемпіричної формули для енергії зв'язку ядер (гл. В області невеликих масових чисел питома енергія зв'язку виявляє характерні максимуми і мінімуми. Наприклад, у черкаського монтморилоніту питома енергія зв'язку зростає з 63102ерг /см3 для38% - ної суспензії до 12102 ерг /см3 для 15% - ної суспензії. Ємність катіонного обміну збільшується при цьому незначно: з 071 до 086 мг-екв /г зразка. Підвищення дисперсності глинистого мінералу і числа міцних контактів призводить до зростання швидких еластичних деформацій, до зниження мінімальної концентрації освіти просторової сітки і, отже, до збільшення коефіцієнта солестійкості і в ряді випадків до зміни структурно-механічного типу.

Менделєєва до /4250 питома енергія зв'язку змінюється порівняно мало в межах від 7 5 до 8 5 МеВ /нуклон. Це зразкове сталість середньої енергії зв'язку на нуклон є показником того, що ядерні сили мають малим радіусом дії, так що енергія зв'язку кожної частки визначається лише її взаємодією з сусідніми частинками, але не з усіма частинками ядра.

Крім понять енергії зв'язку, питомої енергії зв'язку на нуклон і коефіцієнта упаковки, в ядерній фізиці користуються також поняттям енергії зв'язку або енергії приєднання останнього нейтрона і відповідно останнього протона.

На рис. 414 показана залежність-ність питомої енергії зв'язку EfJA від масового числа ядра А.

Часто замість енергії зв'язку розглядають питому енергію зв'язку 5Еа - енергію зв'язку, віднесену до одного нуклони.

На рис. 8.2 представлений графік залежності питомої енергії зв'язку (енергії зв'язку на один нуклон) від масового числа А. Аналіз графіка залежності Есв від А показує, що можливе виділення енергії при синтезі (з'єднанні) легких ядер або при розподілі важких. Перша реакція називається реакцією термоядерного синтезу, так як для того, щоб ядра наблизилися один до одного на відстань менше 10 - 14 м і подолали сили кулонівського відштовхування, вони повинні мати дуже велику енергію.

На рис. 80.3 наведена крива залежності питомої енергії зв'язку від масового числа А.

На рис. VI.4.1 приведена крива залежності питомої енергії зв'язку від масового числа А. Найбільше значення має Аесв для ядер атомів, розташованих в середній частині періодичної системи Менделєєва (VI. У цих ядрах Десв становить приблизно 8 7 МеВ /нуклон. У міру перегрузкі1 ядер нейтронами питома енергія зв'язку убуває. для ядер, розташованих в кінці періодичної системи (наприклад, для урану), Аеет становить приблизно 7 6 МеВ /нуклон.