Studiile arată că nucleele atomice sunt formațiuni stabile. Acest lucru înseamnă că există o anumită legătură între nucleonii din nucleu.
Masa nucleilor poate fi determinată foarte precis prin spectrometrie de masă - dispozitive de măsurare de la separarea de câmpuri electrice și magnetice, fascicule de particule incarcate (ioni de obicei) cu diferite măsurători de încărcare specifică Q / m.Macc-spectrometrice a arătat că masa nucleului este mai mică suma maselor nucleonilor sale constitutive. Dar, din moment ce orice schimbare de masă (cm. § 40) trebuie să corespundă cu schimbarea în energie, apoi, în consecință, formarea de nuclee trebuie alocată o anumită energie. Din legea de conservare a energiei presupune contrariul: pentru a separa nucleul în părțile sale componente necesare pentru a petrece aceeași cantitate de energie care este eliberată în timpul formării sale. Energia care trebuie cheltuite pentru a scinda nucleul la nucleoni separate, numite energia de legare nucleară (vezi. § 40).
Conform expresiei (40,9), energia nucleonilor din nucleu
unde mp. TN. cha - respectiv proton în masă, neutroni și nucleu. Nu există mase de obicei sunt tabele t, nuclee și atomii de masă m. Prin urmare, formula utilizată pentru energia de legare nucleară
unde MH - masa unui atom de hidrogen. Deoarece MN cu o cantitate mai mare pt ME, primul termen în paranteze pătrate include Z masa de electroni. Dar, din moment ce masa atom de miez motlichaetsya masa mya doar pe Z greutatea electronilor, calculele în conformitate cu formulele (252,1) și (252.2) conduc la aceleași rezultate. valoare
Se numește defect de masă nucleară. Această valoare scade masa nucleonilor în formarea nucleului atomic.
De multe ori, în loc de energie de legare „este considerat specific 8EA energia de legare - conexiune Ener Gia pe nucleon. Ea este stabilitatea (durabilitatea) a nucleelor atomice, t. E. Mai mare decât dEsv, miezul mai stabil. energia de legare specifică depinde de numărul de masă A al elementului (Fig. 342). Pentru nuclee ușoare (A 12 £) energia de legare specifică crește progresiv până la 6¸7 MeV, trece printr-o serie de salturi (de exemplu, February 1 H-dEsv = 1,1MeV 4 februarie, a - 7,1a MeV, 3 iunie Li - MeV 5,3), apoi crește mai lent, la o valoare maximă de 8, 7 MeV au elemente cu = 50¸60, și apoi redusă treptat în elemente grele (de exemplu, 92-238 U este 7.6 MeV). Notă pentru comparație că energia electronilor de valență în atomi este de aproximativ 10 eV (10 b. Ori mai puțin).
Scăderea energiei de legare specifică a trecerii la elementele mai grele datorită faptului că odată cu creșterea numărului de protoni din nucleu si creste energia repulsiei Coulomb. Prin urmare, legătura dintre nucleonii devine mai puțin puternic și mai puțin nuclee puternice în sine.
Cel mai stabil sunt așa-numitul nucleu magic pentru care numărul de protoni sau neutroni în număr egal cu unul din numerele magice 2, 8, 20,28, 50, 82, 126. în mod particular stabil dublu nucleu magic care sunt magice și numărul de protoni și numărul de neutroni (aceste nuclee, există doar cinci: 04 februarie El, 16 O august 40 20 Ca, 20, 48 Ca, 82 208 Ru.
Fig. 342 implică faptul că cea mai stabilă din punct de vedere energetic sunt mijlocul tabelului periodic al nucleului. nuclee grele și ușoare sunt mai puțin stabile. Acest lucru înseamnă că următoarele procese energetice favorabile: 1) fisiunea nucleelor grele în brichetă; 2) fuziunea nucleelor ușoare într-una mai grea alta. cantitate uriașă de energie eliberată atunci când ambele procese; Aceste procese sunt în prezent realizate în esență: reacția de fisiune și reacția de fuziune.