Оқулық физика 9 проект башарұлы Р. т б
Ядроның байланыс энергиясы
жүктеу/скачать 5,74 Mb. Pdf көрінісі
|
| Ядроның байланыс энергиясы
деп жеке бөлшектер бірігіп, ядроны құ- рағанда пайда болатын массаның ақауы есебінен бөлініп шығатын энер- гияны айтады: Е байл. = ∆ Е = ∆ mc 2 . Ядроның байланыс энергиясын анықтау үшін массаның ∆ m ақауын жоғарыда көрсетілген (7.3) өрнегін пайдаланады: Е байл. = ∆ mc 2 = [( Z · m р + N · m n ) – M я ] с 2 немесе [( Z · M H + N · m n ) – M а ] с 2 . Ядроның байланыс энергиясын табу үшін мына қарапайым формула жиі қолданылады: е байл. = ∆ m · 931,5 МэВ, (7.4) мұндағы ∆ m – ядро массасының ақауы. 5. Ядролардың орнықтылығын сипаттау үшін меншікті байланыс энергиясы деген шама енгізіледі. Бір нуклонға келетін байланыс энер- гиясының шамасын ядроның меншікті байланыс энергиясы деп атайды: Е менш. = E A áàéë. , (7.5) мұндағы А – ядродағы нуклондардың саны. Табиғатта кездесетін химиялық элементтердің меншікті байланыс энергияларын график түрінде бейнелеуге болады (сурет 7.1). Суреттегі абсциссалар өсінде элементтердің массалық сандары, ал ординаталар өсінде бір нуклонға келетін меншікті байланыс энергиялары мегаэлек- трон-вольт-пен (МэВ) көрсетілген. 255 ПРОЕКТ H 2 Hе 3 Li 6 Li 7 H 3 H 1 Hе 4 C 12 O 16 Fe 56 U 235 U 238 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 Cурет 7.1. Ядролардың меншікті байланыс энергиялары E , МэВ/нуклон А Графиктегі қисықтың бастапқы, ортанғы, соңғы бөліктеріне көңіл ау- дарайық. Оның бастапқы бөлігінде массалық санның ( А = Z + N ) өсуіне қарай ядролардың меншікті байланыс энергиясы нөлден бастап күрт ар- тады. Мысалы, массалық саны А = Z + N = 1 + 0 = 1 болатын ең жеңіл сутек ядросының меншікті байланыс энергиясы нөлге тең. Шынында да, бұл ядро тек бір ғана протоннан тұрады, сондықтан энергия шығындап айырып алатындай онымен байланысып тұрған басқа нуклондар жоқ. Ал сутектің дейтерий деп аталатын изотопының 1 2 H ( ) меншікті бай- ланыс энергиясы 1 МэВ/нуклон шамасындай екенін көреміз. Дейтерий ядросы екі бөлшектен (протон мен нейтроннан) тұрады: А = Z + N = 1 + + 1 = 2. Енді массалық саны А = Z + N = 2 + 2 = 4 болатын гелий ядросын 2 4 He ( ) алайық. Оның меншікті байланыс энергиясы бірден үлкен шамаға (7,1 МэВ/нуклон) көтеріледі. Қисықтың ортасына қарай меншікті бай- ланыс энергиялары баяу өсіп, массалық саны А = 56 болатын темір ядросының 26 56 Fe ( ) тұсында максимум шамаға (8,7 МэВ/нуклон) жетеді. Ядролардың массалық сандары одан әрі өскенде нуклондардың меншік- ті байланыс энергияларының жайлап кемитіні суреттен көрініп тұр. Эле- менттердің периодтық жүйесінің соңында тұрған уран ядросының 92 238 U меншікті байланыс энергиясы 7,6 МэВ/нуклон шамасына дейін азаяды. Темірге 26 56 Fe дейінгі элементтер массалық сандарына қарай салыс- тырмалы түрде «жеңіл» элементтер, ал темірден кейінгілері «ауыр» эле- менттер қатарына жатады. Ауыр элементтердің соңында тұрған уран ядросының байланыс энергиясы ең аз шаманы құрайды. Сондықтан оның ядросы өз бетімен ыдырауға бейім тұрады. |