Під енергією зв’язку ядра розуміють ту енергію, яка необхідна для повного розщеплення ядра на окремі нуклони

Енергію зв’язку виражають в мегаелектронвольтах (МеВ):

1 Мев = 1,6.10^-13Дж.

На основі закону збереження енергії можна також стверджувати, що енергія зв’язку дорівнює тій енергії, яка виділяється під час утворення ядра з окремих частинок.

Енергія зв’язку атомних ядер дуже велика. Визначити її можна, застосовуючи співвідношення Ейнштейна між масою та енергією:

Е = mс²

Найточніші вимірювання показують, що маса спокою ядра М_я завжди менше суми мас протонів та нейтронів, що складають його:

М_я < Zm_p + Nm_n

Різницю мас називають дефектом маси атомного ядра:

ΔМ = Zm_p + Nm_n

Зменшення маси під час утворення ядра з окремих нуклонів означає, що при цьому зменшується енергія цієї системи нуклонів на величину енергії зв’язку Е_зв:

Е_зв = ΔМ.с² = (Zm_p + Nm_n – М_я).с²

Енергія зв’язку переходить в енергію випромінюваних під час ядерних перетворень γ- квантів.

Питомою енергією зв’язку називають енергію зв’язку, що припадає на один нуклон ядра. Її визначають експериментально. Залежність Е_пит від масового числа А наведена на рис.

Як можна побачити з рисунка, питома енергія зв’язку приблизно дорівнює 8 МеВ/нуклон (за виключенням найлегших ядер). Слабкий максимум(8,6 Мев/нуклон) припадає на елементи з масовими числами від 50 до 60, тобто залізо та близькі до нього за порядковим номером елементи.

Е_пит = Е_зв / А

Ядра цих елементів найбільш сталі У важких ядер питома енергія зв’язку зменшується за рахунок кулонівської енергії відштовхування протонів, яка зростає при збільшенні Z. Кулонівські сили намагаються розірвати ядро.

Запитання для самоперевірки:

1. Які події дали поштовх для створення протонно-нейтронної моделі будови атомного ядра:

2. Що таке протон?

3. Що таке нейтрон?

4. Як визначити у ядрі атома кількість протонів, нейтронів?

5. Як визначити кількість електронів в атомі?

6. Співвідношення між масами електрона та протона і нейтрона.

7. Ядерні сили: визначення та властивості.

8. Енергія зв’язку атомного ядра: визначення та формула для обчислення.

9. Що таке дефект маси ядра?

10. Дати визначення питомої енергії зв’язку.

11. Як можна пояснити те, що питома енергія зв’язку найбільш легких та найбільш важких ядер менша за 8 МеВ/нуклон?

12. Що таке ізотопи?

Тема13.3. Ядерні та термоядерні реакції. Елементарні частинки.(2 год.)

Мета: сформувати сучасні уявлення про ядерні реакції, вміння класифікувати реакції за певними ознаками, правильно записувати рівняння ядерної реакції; визначати типи ядерних реакцій, навчити обчислювати енергетичний вихід ядерних реакцій;

розвивати вміння аналізувати і класифікувати факти, спостережливість, логічне та творче мислення; продовжувати формувати уявлення про пізнаваність світу, виховувати інтерес до предмету і сучасної фізичної науки.

План.

1 Ядерні реакції. Енергетичний вихід ядерних реакцій.

2 Термоядерні реакції (реакції синтезу легких ядер).

3 Ядерна енергетика.

4 Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду.

5 Іонізуюча дія радіоактивного випромінювання.

6 Елементарні частинки.