• Согласно релятивистской механике, масса покоя m устойчивой системы взаимосвязанных частиц меньше суммы масс покоя m1+ m2+…+mk тех же частиц, взятых в свободном состоянии.
Разность
∆m=(m1+ m2+…+ mk)—m (1)
Реакции под действием протонов
называется дефектом массы системы частиц.
• Энергия связи прямо пропорциональна дефекту массы системы частиц:
Eсв=c2∆m,
где с—скорость света в вакууме (c2=8,987*1016 м2/c2 = 8,987*1016 Дж/кг).
Если энергия выражена в мегаэлектрон-вольтах, а масса в атомных единицах, то
c2=931,4 МэВ/а. е. м.
• Дефект массы * ∆m атомного ядра есть разность между суммой масс свободных протонов и нейтронов и массой образовавшегося из них ядра:
∆m = (Zmp + Nmn)-mя,
где Z—зарядовое число (число протонов в ядре); mpи mn—массы протона и нейтрона соответственно; mя — масса ядра.
Если учесть, что
mя = ma -Z me ; mp+ me= m11H ; N = (A-Z),
то формулу дефекта массы ядра можно представить в виде
∆m=Zm11H + (A—Z)mn - ma,
где А—массовое число (число нуклонов в ядре).
• Удельная энергия связи (энергия связи на нуклон)
Eуд = Eсв / A.
![]() |
* Термин «дефект массы» иногда применяют в другом смысле, а именно:
дефектом массы ∆ называют разность между относительной массой Ar, данного изотопа и его массовым числом А: ∆=Ar—А. Таким образом, дефект массы ∆ показывает отклонение относительной атомной массы от целочисленного значения Эта величина прямого физического смысла не имеет, но ее использование позволяет в ряде случаев значительно упростить вычисления.
В настоящем пособии всюду имеется в виду дефект массы ∆m, определяемый общей формулой (1).
Ядра обычно находятся в состоянии с наименьшей энергией, это состояние называется основным. При попадании частиц с большой кинетической энергией в ядро, оно переходит в возбужденное неустойчивое состояние и через некоторое время делится на два более устойчивых ядра. Явление деления тяжелых атомных ядер на два ядра было открыто Ганом и Штрассманом в 1939г. при изучении взаимодействия нейтронов различных энергий и ядер урана. В 1940 г. российские физики К.А.Петржак и Г.И. Флеров обнаружили самопроизвольное (спонтанное) деление ядер урана. При реакции деления выделяется очень большая энергия, она высвобождается в виде кинетической энергии двух ядер-осколков, а также вылетающих при этом нейтронов, электронов, нейтрино, гамма - квантов. Основная часть энергии деления приходится на энергию ядер-осколков.
Физика, математика лекции учебники курсовые студенту и школьнику |