Синтез лёгких ядер (дефект массы) и Парадокс моделей вселенной — страница 2

  • Просмотров 2175
  • Скачиваний 210
  • Размер файла 38
    Кб

энергетического кризиса. С другой стороны, если взорвутся те огромные запасы водородных бомб, которые накоплены (и продолжают накапливаться многими странами, несмотря на окончание т.н. холодной войны), то человечество и большая часть всего живого на Земле будет уничтожено. Дефект массы – характеристика атомного ядра, энергия связи. Задача о нецелочисленности атомного веса изотопов долго волновала учёных, но теория

относительности, установив связь между массой и энергией тела (E=mc2), дала ключ к решению этой задачи, а протон-нейтронная модель атомного ядра оказалась тем замком, к которому этот ключ подошёл. Для решения данной задачи понадобятся некоторые сведения о массах элементарных частиц и атомных ядер (табл. 1.1). Таблица 1.1 Масса и атомный вес некоторых частиц Частица Символ Масса, кг Масса в физической шкале[1] Электрон e (9,1083±0,0003)´10-31

(5,48763±0,00006)´10–4 Протон (1,67239±0,00004)´10-27 1,007593±0,000003 Нейтрон (1,67470±0,00004)´10-27 1,008982±0,000003 Альфа-частица (6,6433±0,0001)´10-27 4,002780±0,000006 (Массы нуклидов и их разности определяют опытным путем с помощью: масс-спектроскопических измерений; измере­ний энергий различных ядерных реакций; измерений энергий β- и α-распадов; микроволновых измерений, дающих отношение масс или их разностей.) Сравним массу a-частицы, т.е. ядра гелия, с массой

двух протонов и двух нейтронов, из которых оно состоит. Для этого из суммы удвоенной массы протона и удвоенной массы нейтрона вычтем массу a-частицы и полученную таким образом величину назовём дефектом массы Dm=2Mp+2Mn-Ma=0,03037 а.е.м. (1.1) Атомная единица массы mа.е.м.= (1,6597±0,0004)´10-27 кг. (1.2) Пользуясь формулой связи между массой и энергией, делаемой теорией относительности, можно определить величину энергии, которая соответствует этой

массе, и выразить её в джоулях или, что более удобно, в мегаэлектронвольтах (1 Мэв=106 эв). 1 Мэв соответствует энергии, приобретаемой электроном, прошедшим разность потенциалов в миллион вольт. Энергия, соответствующая одной атомной единице массы, равна E=mа.е.м.× с2=1,6597× 10-27× 8,99 × 1016=1,49 × 10-10 дж=931 Мэв. (1.3) Наличие у атома гелия дефекта массы (Dm = 0,03037 а.е.м.) означает, что при его образовании была излучена энергия (Е=Dmс2= 0,03037×

931=28 Мэв). Именно эту энергию нужно приложить к ядру атома гелия для того, чтобы разложить его на отдельные частицы. Соответственно на одну частицу приходится энергия, в четыре раза меньшая. Эта энергия характеризует прочность ядра и является важной его характеристикой. Её называют энергией связи, приходящейся на одну частицу или на один нуклон (р). Для ядра атома гелия р=28/4=7 Мэв, для других ядер она имеет иную величину. Рис.1.1.