9.3 Енергія зв’язку атомних ядер

Піонна теорія не дає можливості точно розрахувати енергію зв’язку ядер. Тому її розраховують по дефекту мас. Це різниця між масою всіх уособлених нуклонів і масою ядра, яке утворилось із цих нуклонів

(9.7)

Тут mя, ma  – маси ядра і атома відповідно, mH – маса атома водню.

Енергія зв’язку Езв розраховується за формулою Ейнштейна

(9.8)

Енергія зв’язку, що припадає на один нуклон, називається питомою енергією зв’язку. Вона залежить від атомного номера елемента (рис.9.1) і складає декілька МеВ. Це набагато більше (приблизно у 106 раз), ніж енергія зв’язку електрона в атомі ~10 еВ. Ядра з масовими числами 50÷60 а.о.м. (а.о.м.- атомна одиниця маси 1,66×10-27 кг) мають найбільшу питому енергію зв’язку і тому вони найбільш енергетично вигідні. Це елементи Cr, Mn, Fe, Co, Ni. Інші елементи теж досить стійкі, тому що для реакції ділення і реакцій синтезу необхідно подолати певний потенціальний бар’єр, тобто необхідна енергія активації. Якщо цей бар’єр подолати, то будуть протікати ядерні реакції з виділенням енергії, тому що питома енергія зв’язку як легких (реакції синтезу), так і важких (реакції ділення) менша, ніж 8,7 МеВ. Різниця цих енергій і буде виділятись. Це досить велика енергія. Наприклад, при синтезі двох ядер дейтерію  в ядро гелію  виділяється енергія 24 МеВ, тоді як в реакції горіння вуглецю С + О2 → СО2 виділяється тільки 5 еВ.

You must be logged in to post a comment.

Фізика