האנרגיה המחייבת של גרעין האטום: פורמולה, והגדרת הערך

כל אחד גרעין האטום לחלוטין מכל חומר כימי מורכב קבוצה מסוימת של פרוטונים ונויטרונים. הם מוחזקים יחד על ידי העובדה כי החלקיקים מציגים בתוך האנרגיה המחייבת של גרעין האטום.

מאפיין של הכוחות הגרעיניים של אטרקציה הוא הכח מאוד הגבוה שלהם למרחק קטן יחסית (כ 10 ^-13 ס"מ). עם הגדלת המרחק בין החלקיקים ואת כוח המשיכה נחלשים בתוך האטום.

שיח על האנרגיה מחייבת בגרעין

אם נדמיין כי יש דרך להפריד אחד אחד מהגרעין, הפרוטונים והנויטרונים של אטום, ולמקם אותם ממרחק כזה שהאנרגיה המחייבת של גרעין האטום חדל לפעול, זה חייב להיות עבודה מאוד קשה. על מנת לחלץ את הקרנל של מרכיביו האטומיים, אנחנו חייבים לנסות להתגבר על כוחות תוך-אטומיים. מאמצים אלה יצאו להפריד את האטום על הנוקליאון הכלול בו. לכן אפשר לשפוט שהאנרגיה של גרעין האטום היא פחות האנרגיה של החלקיקים המרכיבים אותו.

זה שווה למסה של מסת החלקיקים התת-אטומיים של האטום?

בשנת 1919, חוקרים למדו למדוד את המסה של גרעין האטום. לרוב הוא "ש'" באמצעות אמצעים טכניים מיוחדים, אשר נקראים ספקטרומטרים המוניים. עיקרון הפעולה של מכשירים כאלה מושווה כי המאפיינים של התנועה של חלקיקים בעלי מסות שונות. בנוסף, חלקיקים אלה יש אותו מטען חשמלי. חישובים מראים כי אלו חלקיקים אשר יש תעריפים שונים של המוני נעו לאורך נתיבים שונים.

מדענים מודרניים מצאו בדייקנות רבה את ההמונים של כל הגרעינים ואת מרכיביהם, הפרוטונים והנויטרונים שלהם. אם נשווה את המשקל של הקרנל מבוקש עם סכום ההמסות של החלקיקים הכלולים בו, מתברר כי בכל מקרה המסה של הליבה היא גדולה יותר מאשר המסה של פרוטונים וניטרוני פרט. הבדל זה של כ- 1% עבור כל כימי. לכן ניתן להסיק כי אנרגיית הקישור של גרעין האטום - הוא 1% מהאנרגיה של השלום שלו.

המאפיינים של כוחות גרעיניים

לנייטרונים נמצאים בתוך הגרעין, דוחים זה את זה על ידי כוחות קולון. אבל באותו אטום לא להתפרק. זה הקל על ידי נוכחות של כוחות המשיכה בין חלקיקי האטום. כוחות אלה, אשר הינם בעלי אופי שונה מן הכוח, שנקרא גרעיני. והאינטראקציה של נויטרונים ופרוטונים שנקרא אינטראקציה חזקה.

בקצרה, את המאפיינים של הכוחות הגרעיניים הם כדלקמן:

• עצמאות חיוב זה;
• לתוקף רק במרחקים קצרים;
• רוויה, שמובן החזקת קרובים זה לזה רק מספר מסוים של הנוקליאון.

על פי חוק שימור האנרגיה, בכל פעם כאשר חלקיקי הגרעין מחוברים, יש שחרור של אנרגיה בצורת קרינה.

האנרגיה המחייבת של גרעין אטום: הנוסחא

לצורך החישוב כאמור באמצעות נוסחה משותפת:

E _{B = (Z · מ '+ p (} AZ) · m n -M _i) · c²

הנה E תחת _המחייב מתייחס האנרגיה המחייבת של הגרעין; ג - מהירות האור; Z הוא מספר הפרוטונים; (AZ) - מספר נויטרונים; _p מ 'מציין את המסה של פרוטון; ו מ _נ - מסה של נויטרונים. _i M הוא המשקל של גרעין האטום.

האנרגיה הפנימית של הגרעינים של חומרים שונים

כדי לקבוע את האנרגיה של מחייב גרעיני, השתמשו באותה נוסחה. מחושב לפי נוסחה מחייבת אנרגיה כפי שציינו קודם, זה לא יותר מ 1% מכלל האנרגיה של האטום או אנרגיית מנוחה. עם זאת, על בחינה מדוקדקת יותר מתברר כי מספר זה די משתנה במעבר בין חומר לחומר. אם תנסה לקבוע הערכים המדויקים שלה, הם יהיו שונים במיוחד גרעיני אור שנקראים.

לדוגמא, מחייב אנרגיה בתוך אטום המימן הוא אפס, כי יש רק פרוטון אחד. האנרגיה מחייבת גרעיני הליום תהיה 0.74%. בליבה של טריטיום חומר הנקרא, מספר זה יהיה שווה 0.27%. חמצן - 0.85%. בגרעין, שזה בערך שישים הנוקליאון אנרגיה מחייבת אטומית יהיו על 0.92%. עבור גרעינים עם משקל גדול יותר, המספר הזה בהדרגה יקטן ל 0.78%.

כדי לקבוע את האנרגיה מחייבת הגרעינית של הליום, טריטיום, חמצן, או כל חומר אחר המשמש באותה הנוסחא.

סוגי פרוטונים ונויטרונים

עילות התביעה העיקריות של הבדלים אלה יכולים להיות מוסברים. חוקרים מצאו כי כל הנוקליאון, אשר נמצאים בתוך הגרעין, נחלק לשתי קטגוריות: משטח ופנימי. הנוקליאון פנימית - הם אלה מוקפים פרוטונים ונויטרונים אחרים מכל הצדדים. המשטח מוקף אותם רק מבפנים.

האנרגיה המחייבת של גרעין האטום - כוח מתבטא יותר אצל הנוקליאון הפנימי. משהו באופן דומה, והוא מתרחש כאשר מתח הפנים של הנוזלים השונים.

כמה הנוקליאון בגרעין מושם

נמצא כי מספר הנוקליאון הפנימי נמוך במיוחד של גרעיני אור שנקראים. ואלה ששייכים לקטגוריה של האור, כמעט כל הנוקליאון נחשבים שטחי. הוא האמין כי האנרגיה המחייבת של גרעין האטום - הוא הסכום צריך לגדול עם מספר הפרוטונים והנויטרונים. אבל אפילו צמיחה כזה לא יכול להימשך ללא סוף. כאשר מספר מסוים של הנוקלאונים - וזה הוא מ- 50 כדי 60 - נכנס לתוקף הוא כוח אחר - הדחייה החשמלית שלהם. היא מתרחשת גם ללא קשר לשאלה אם האנרגיה מחייבת בגרעין.

האנרגיה המחייבת של גרעין האטום בחומרים שונים המשמשים מדענים כדי לשחרר אנרגיה גרעינית.

מדענים רבים מעוניינים תמיד את השאלה: מאיפה האנרגיה כאשר לגרעינים קלים שמתמזגים כבד? למעשה, המצב הזה דומה ביקוע האטום. בתהליך של היתוך של גרעיני אור, בדיוק כפי שזה קורה מחשוף של גרעינים כבדים תמיד יצר סוג חזק. כדי "לקבל" מגרעיני אור כל הנוקליאון נמצאים אותם, צריך להשקיע פחות אנרגיה מאשר אחד שבולט כאשר הן משולבות. ההצהרה גם ההפך הוא נכון. למעשה, הסינתזה של אנרגיה אשר נופלת על יחידה ספציפית של מסה, עשויה להיות כוח ביקוע ספציפי יותר.

מדענים חקרו תהליכי ביקוע

התהליך של ביקוע גרעיני התגלה על ידי מדעני האן Shtrasmanom בשנת 1938. בתוך הקירות של אוניברסיטת ברלין של החוקרים כימיים גילו כי בתהליך של הפגזה אורניום נויטרונים אחר, שהוא מומר יסודות קלים, עומד באמצע הטבלה המחזורית.

תרומה גדולה להתפתחות התחום הזה של ידע הפכה וליזה Meytner, גאנג אשר פעם הציעה ללמוד את הרדיואקטיביות יחד. האן מייטנר רשאי לעבוד רק בתנאים שזה יהיה לערוך המחקר שלהם במרתף ואף פעם לא יהיה לטפס אל הקומות העליונות, אשר היו למעשה של אפליה. עם זאת, זה לא מנע את זה כדי להשיג התקדמות משמעותית בלימודים של גרעין האטום.