9.3 Енергія зв'язку атомних ядер

Піонна теорія не дає можливості точно розрахувати енергію зв'язку ядер. Тому її розраховують по дефекту мас. Це різниця між масою всіх уособлених нуклонів і масою ядра, яке утворилось із цих нуклонів

Дт = г.тр+(А-2)тп-тя=г.тн+(А-г)тп-та (9.7)

Тут т„, та - маси ядра і атома відповідно, Шн - маса атома водню. Енергія зв'язку Езв розраховується за формулою Ейнштейна

Би =Дт'

(9.8)

Езв.пнт. .МеВ

 

А, аллі.

Рисунок 9.1

Енергія зв'язку, що припадає на один нуклон, називається питомою енергією зв'язку. Вона залежить від атомного номера елемента (рис.9.1) і складає декілька МеВ. Це набагато більше (приблизно у 10б раз), ніж енергія зв'язку електрона в атомі ~10 еВ. Ядра з масовими числами 50-И)0 а.о.м. (а.о.м.- атомна одиниця маси 1,66-10"27 кг) мають найбільшу питому енергію зв'язку і тому вони найбільш енергетично вигідні. Це елементи Сг, Мп, ¥е, Со, №. Інші елементи теж досить стійкі, тому що для реакції ділення і реакцій синтезу необхідно подо­лати певний потенціальний бар'єр, тобто необхідна енергія активації. Якщо цей бар'єр подолати, то будуть протікати ядерні реакції з виді­ленням енергії, тому що питома енергія зв'язку як легких (реакції син­тезу), так і важких (реакції ділення) менша, ніж 8,7 МеВ. Різниця цих енергій і буде виділятись. Це досить велика енергія. Наприклад, при

синтезі двох ядер дейтерію Н2 в ядро гелію Не2 виділяється енергія 24 МеВ, тоді як в реакції горіння вуглецю С + О2 —* СО2 виділяється тільки 5 еВ.