Энергия связи ядра. Ядерные силы. Формула Вайцзэкера

Масса ядер всегда меньше, чем сумма масс нуклонов, входящих в состав ядра. Это обозначает, что при образовании ядра из нуклонов должна выделяться энергия. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы разложить ядро на составляющие его нуклоны, называется энергией связи ядра. ∆E=∆m*c2; ∆Eсв=c2*∆m; ∆m – дефект массы;

∆m={Z(инд.mp)+(A-Z)*m(инд.n) – m(инд.я)}. Энергия связи ядер огромна. Удельной энергией связи δЕ называют энергию связи, приходящуюся на 1 нуклон. δЕ=∆Есв/А. Анализ этой зависимости позволяет вывести: 1) удельная энергия связи у различных ядер различна => нуклоны не одинаково прочно связаны в различных ядрах. 2) у легких ядер с А<10 удельная энергия связи растет с увеличением числа нуклонов в ядре. У тяжелых ядер с А>10 δЕ уменьшается с увеличением А.

Ядро является весома прочным образованием. Силы, связывающие нуклоны в ядре, не могут быть силами электро-статического взаимодействия, т.к. между 2-мя протонами это силы отталкивания. Это и не граыитационные силы, т.к. они малы. Ядро существует за счет особых сил – сил притяжения, проявляющихся только в ядре и называющихся ядерными. Ядерное взаимодействие самое сильное взаимодействие. Ядерные силы обладают рядом особенностей: 1) ядерная сила имеет ограниченный радиус действия (носят короткодейственный характер). 2) обладают зарядом и независимостью, т.е. ядерные силы между каждой парой нуклонов действуют одинаковые по величине и характеру ядерные силы. 3) Они носят спиновый характер, т.е. зависят от ориентации спинов взаимодействующих нуклонов. 4) ядерные силы носят насыщенный характер, т.е. каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом других нуклонов. 5) ядерные силы носят нецентральный характер. 6) ядерные силы носят обменный характер.

ВАЙЦЗЕККЕРА ФОРМУЛА -полуэмпирич. зависимость энергии связи 1119912-307.jpg ядра от массового числа А и заряда Z, основанная на капельной и статистической моделях ядра. Имеет вид суммы объёмной, поверхностной, кулоновской, парной энергий и т. н. изотопич. члена:

,

47.Радиоактивность. α и β распады. Правила смещения. Закон радиоактивного распада.

Радиоактивностью называется способность атомного ядра самопроизвольно распадаться с испусканием частиц.
Радиоактивный распад ядра возможен тогда, когда он энергетически выгоден, т.е. сопровождается выделением энергии. Условием этого является превышение массы M исходного ядра суммы масс m_iпродуктов распада, которому соответствует неравенство M > ∑m_i. Это условие является необходимым, но не всегда достаточным. Распад может быть запрещен другими законами сохранения – сохранения момента количества движения, электрического заряда, барионного заряда и т.д.
Радиоактивный распад характеризуется временем жизни радиоактивного изотопа, типом испускаемых частиц, их энергиями.
Основными видами радиоактивного распада являются:

· α-распад – испускание атомным ядром α-частицы;

· β-распад – испускание атомным ядром электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, поглощение ядром атомного электрона с испусканием нейтрино;

· γ-распад – испускание атомным ядром γ-квантов;

· спонтанное деление – распад атомного ядра на два осколка сравнимой массы.

А́льфа-распа́д — вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание дважды магического ядра гелия 4He - альфа-частицы[1]. При этом массовое число ядра уменьшается на 4, а атомный номер — на 2. Альфа-распад наблюдается только у тяжёлых ядер (атомный номер должен быть больше 82, массовое число должно быть больше 200).

Бе́та-распа́д (β-распад) — тип радиоактивного распада, обусловленный слабым взаимодействием и изменяющий заряд ядра на единицу, без изменения массового числа. При этом ядро излучает бета-частицу (электрон или позитрон), а также нейтральную фундаментальную частицу с полуцелым спином (электронное антинейтрино или электронное нейтрино, соответственно). Если распад происходит с испусканием электрона и антинейтрино, он называется «бета-минус-распадом» (β−). В случае распада с испусканием позитрона и нейтрино — «бета-плюс-распадом» (β+). Кроме β− и β+-распадов, к бета-распадам относят также электронный захват, когда ядро захватывает атомный электрон и испускает электронное нейтрино. Нейтрино (антинейтрино), в отличие от электронов и позитронов, крайне слабо взаимодействует с веществом и покидает точку распада, унося с собой часть выделившейся при распаде энергии.

( -распад),

( -распад),

(электронный захват).

Закон радиоактивного распада -описывает зависимость радиоактивного распада от времени и количестве радиоактивных атомов в данном образце