Ядро. Ядерные силы

1. Ядро. Ядерные силы

2. Планетарная модель атома (по Резерфорду)

В центре атома
находится ядро,
масса которого
составляет
99,97% от общей
массы атома.
Резерфорд
Радиус ядра
примерно в 100000
раз меньше радиуса
атома.

3.

1932 г Иваненко и Гейзенберг предложили протонно-нейтронную
модель атомного ядра
Ядро
Нуклоны
Протоны
Нейтроны
20.04.2020

4. Строение атомного ядра

Частицы,
составляющие
ядро атома
называются
нуклонами
нуклоны
протоны
Силы
взаимодействия
нуклонов друг
с другом
называются
ядерными
силами
нейтроны

5. Особенности строения ядра

Число протонов в ядре атома
данного вещества постоянно и равно
порядковому № этого элемента в
таблице Менделеева
Число нейтронов в ядре одного
элемента может быть различным,
следовательно и масса таких атомов тоже
будет отличаться

6.

Силы, связывающие нуклоны в ядре, называются ядерными.
Ядерные силы короткодействующие (радиус действия 10-15 м).
Ядерные силы сил электрического взаимодействия зарядов.
Ядерные силы действуют между нуклонами независимо от их
заряда (протон-протон, нейтрон-протон, нейтрон-нейтрон).
Каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным
числом ближайших к нему нуклонов.

7.

Энергия покоя:
Ео = moc2
c = 3∙108 м/с
1 эВ = 1,6∙10-19 Кл ∙1 В = 1,6∙10-19 Дж
Еое ≈ 0,51 МэВ
Есв (отрицательна по знаку) по абсолютной
величине равна работе, которую надо
совершать для расщепления ядра на
составляющие его нуклоны без сообщения им
кинетической энергии.

8.

Есв = Δm∙c2
Δm – дефект массы ядра
с – скорость света в вакууме
Мерой энергии связи атомного ядра является
дефект масс – разность между суммарной
массой всех нуклонов ядра в свободном
состоянии и массой ядра mя.
Δm = Zmp + (A – Z)∙mn - mя
Z – число протонов;
mp – масса протона, ≈ 1,00728 а.е.м.
mn – масса нейтрона, ≈ 1,00867 а.е.м.
mН – масса атома водорода, (
≈ 1,00783 а.е.м.

9.

В ядерной физике энергия выражается через атомную
единицу энергии (а.е.э.), которая соответствует
одной атомной единице массы:
1 а.е.м. = 1а.е.м. ∙ с2 = 1,67∙10-27 ∙ 9∙1016 =
= 1,5∙10-10 Дж = 931,1 МэВ

10.

Энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядре,
т.е. энергия, которую необходимо затратить, чтобы
удалить из ядра один нуклон, называется удельной
энергией связи:
где А – массовое число

11.

График зависимости удельной энергии связи Еуд:

12.

.
Из графика зависимости удельной энергии связи от
массового числа А видно, что:
.
1. У ядер с массовым числом 40<А<100 удельная энергия
связи максимальна;
2. У ядер с массовыми числами А>100 удельная энергия связи
с ростом А плавно убывает;
3. У ядер с массовыми числами А<40 с уменьшением А
удельная энергия связи скачкообразно убывает.
4. Максимальной удельной энергией обладают ядра, у
которых число протонов и нейтронов четное
,
а минимальной – ядра, у которых число протонов и
нейтронов нечетное
.
На основании этого анализа сделан вывод о том, что
практически можно осуществить два способа
высвобождения внутриядерной энергии:
• деление тяжелых ядер (цепная реакция)
• синтез легких ядер (термоядерная реакция).