Nucleele sunt compuse din protoni și neutroni.
Numărul de protoni egal cu ordinal elementul număr Z, suma Z și N este numărul de neutroni numărul de masă (numărul de nucleoni) A = Z + număr N. Masa coincide cu rotunjită la o valoare întreagă a greutății atomice.
izotop masa atomică nu este exact egală cu masa de electroni liberi și nucleoni, deoarece masa este parțial pierdut împreună cu energia eliberată în timpul formării miezului.
Acesta - defect de masă.
Măsurători ale nucleelor atomice cu suficientă acuratețe determinată experimental. În cazul în care, ca o primă aproximație, nucleul este sferic, raza
unde r0 = (1,2-1,5) * 10 -11 m.
Volumul nucleului este (7-10) * 10 -33 m 3, iar densitatea doar ușor în funcție de numărul ordinal și sumele (1,2-2,4) * 10 11 kg / cm3.
Formează multe nuclee diferă de o sferă (situată la capătul mesei) și ușor aplatizată. Nucleul nu are limite clar definite, densitatea materiei în apropierea cascadei asimptotic. Densitatea sarcinii electrice scade la zero într-o lățime de strat de aproximativ 10 -13 cm.
Nucleul este umplut cu nucleoni (protoni și neutroni), iar dacă vom compara dimensiunea nucleonilor cu dimensiunea nucleului atomic, vom vedea că pentru nucleonii din nucleu are o mulțime de spațiu.
Nucleonii din nucleu, pe de o parte, se mișcă pe orbitele, iar celălalt - au impuls intrinsec unghiular (rotire în jurul unei axe) - de spin.
Astfel, în dinamica sistemului nucleoni poate fi similar cu sistemul de electroni din atom.
Nucleonilor in nucleele atomice, în ciuda repulsiei protonilor încărcate pozitiv unul de altul, legate între ele prin forțe nucleare.
Aceste forțe la distanțe corespunzătoare distanțelor dintre nucleonii din nucleu depășesc forța Coulomb între taxe, cum ar fi. Aceste forțe dispar atunci când distanțele între nucleoni decât 10 -13 cm.
Energia nucleară - putere de rază scurtă de acțiune.
Forța de atracție între nucleoni (protoni și neutroni în orice combinație) sunt exact egale.
Forțele Coulomb de repulsie între protoni sunt invers proporționale cu pătratul distanței, iar forțele nucleare de atracție scade cu distanța mult mai repede.
Energia nucleară în nucleu (în distanțe convenționale) de aproximativ 10 de ori forța electrostatică și aproximativ 10 de 37 de ori gravitate.
energia de legare
Putem determina energia necesară pentru descompunerea nucleelor atomice din nucleon, care este egală cu energia eliberată la apariția unui nucleu de nucleoni. Acesta poate fi calculată din masa nucleelor.
Acesta din urmă este întotdeauna mai mică decât suma maselor nucleonilor liberi care alcătuiesc nucleul atomic.
Când miezul este format din nucleoni, împreună cu energie redusă și greutate:
# 916; m - defect de masă prin care să se calculeze energia eliberată atunci când compusul nucleonilor din nucleu. Această energie de legătură, care este o măsură a nucleelor atomice legarea forței.
legarea energie crește cu numărul de nucleoni sau numărul de masă A, în creștere și defect de masă # 916; m.
Această reprezentare este destul de arbitrar, deoarece energia de legătură este diferită pentru diferite nuclee de masă (cu un număr atomic diferit) este semnificativ diferit, de exemplu, nucleul (2 H) este de aproximativ 2,5 MeV și kernel-238 (238 U) - 1800 MeV. Aceasta înseamnă că kernel-ul aloca H2 de energie este de 700 de ori mai mică decât 238 U nucleu pentru fuziunea lor în nucleonii lor de bază. Prin urmare, energia echivalentă de compresie la 1000 de substanță MeV va cuprinde nucleoni și nuclee cu număr atomic mai mare de aproximativ 130.
În același timp, există posibilitatea asocierii libere de nucleoni în nucleele cu un număr de masă de 130.
Ca caracteristici kernel înrudire este mai convenabil de a utiliza energia de legare specifică per nucleon
De egalitate se poate observa cât de mult energia pe nucleon necesară pentru fisiune nucleară sau eliberat în timpul formării sale.
Să considerăm exemplul 4 El nucleul heliu format din doi neutroni și doi protoni.
Masa atomică 4 El este 4.00386.
In formarea unui atom de heliu apare defect de masă:
# 916; m = 2 * 1.00813 + 2 * 1.00898-4.00386 = 0.03036 amu
Aceasta corespunde la 28,3 MeV sau 4.52 * 10 -12 J și energia de legare nucleară a heliului (energie de formare). Energia de legare per nucleon este egal cu 7,07 MeV.
Grafic cunoscute de energie de legare specifică:
Figura 1. Legarea specifică de energie # 948; Sf. E - energie în nucleu pe nucleon.
La o primă aproximare, putem spune, în secțiunea inițială (pentru nuclee de lumină), simultan cu o creștere a numărului de masă O energie în creștere rapidă în nucleu. Acest lucru se datorează faptului că există o creștere simultană a numărului de nucleoni în nucleele și energia de legare specifică # 948; Eb per nucleon.
Să ne uităm la „turn“
Izotopii cele mai stabile și au multe elemente în care numărul de protoni sau neutroni sunt 2, 8, 20, 50, 82, 126, 184. Probabil că aceste „numere magice“ corespund statelor în care nucleon nucleară coajă (straturi) sunt completate. La fel ca și gaze inerte - elemente cu numărul atomic 2, 10, 18, 36, 54, 86 finalizează construcția unei noi electroni shell.
Teoreticienii fizica nucleară prezice posibilitatea existenței unor izotopi stabili cu numărul de masă mai mare de 270 (numărul Z> 110). Adică, un nucleu cu neutroni număr magic N = 184 sau având învelișul umplut.
Aceste insule sunt posibile și stabilitate atunci când Z> 126, dar există o tendință generală de a scădea odată cu creșterea stabilității nucleelor A.
Graficul din Fig. 1 într-o altă formă prezentată în figura 2.
Să ia în considerare ceea ce se întâmplă în afara curbelor din figura 1 și 2.
În ciuda unor necunoscute în afara numărul de masă mai mult de 266, nimic nu ne împiedică să încerce să extindă calendarul pentru numere de masă mare. Cu cât mai mult este cunoscut reducerea principială Noe # 948; legarea E în nucleu, datorită creșterii repulsiei reciproce a protonilor și creșterea „imprecizie“ (pierderea densității) a miezului. Și chiar dacă vom construi un grafic cu o eroare mare (deoarece zona nu a fost studiată), putem toate încă prezente tendințe caracteristice acestei zone. Rezultatele interpolarea sunt prezentate în Fig. 3.
În combinație cu fig. 3, ia în considerare și orez. 4, care arată valoarea energiei totale în nucleu.
Program de energie conținută în nucleu:
Fig. 4, vedem că la un moment dat (A> 500-600) oprește creșterea puterii în ciuda creșterii numărului de nucleoni. Acest proces se datorează căderii Esv.ud. pentru nucleon în nuclee mari. Ea se încadrează, astfel încât să devină nuclee „liber“ și instabil. Cu legăturile slabe necesare pentru o fractură mică de impact extern a unor astfel de nuclee.
Durata de viață a elementelor cu Z> 110, așa cum sa menționat mai sus. chiar și pe insula de stabilitate, neglijabilă de standardele de existență a Pământului. Prin urmare, geologia Pământului a acestor elemente nu există.
Dar ele pot exista în condițiile de sinteză nucleelor (elemente) ale nucleonilor și ceva timp (determinat de izotopii de înjumătățire individuale sau timpul de viață elementul) după sinteză, în regiunea de drift (difuzia) din zona de sinteză.
Cu creație artificială, acestea pot fi identificate în țintele.
1 uam = 932.2 MeV = 1,49 * 10 -10 jouli.