Масса ядра и нуклонов

В практических расчетах в ядерной физике чаще используется не дефект массы как разность массы ядра и суммы масс составляющих его нуклонов, а величина ДМ (Л, Z) — А, называемая избытком массы (или тоже дефектом массы) и являющаяся разностью между массой данного ядра и его массовым числом. В дальнейшем изложении под AM будем понимать избыток массы, если не будет оговорено особо. Величина избытка массы прямого и наглядного физического смысла не имеет, но косвенно характеризует энергию связи ядер. Зная избыток массы ДМ, можно сравнительно легко вычислить энергию связи. [c.93]

Эта разница между действительной массой ядра и рассчитанной массой, полученной путем суммирования масс частиц, составляющих ядро, связана с энергией, выделяющейся при соединении нуклонов в момент образования ядра. Именно это количество энергии нужно затратить, чтобы вновь расщепить ядро. Уменьшение массы является некоторым образом мерой стабильности ядер (фиг. 17). [c.41]

Энергия за вычетом этих слагаемых называется внутренней энергией (U). Она сосредоточена в массе вещества и в электромагнитном излучении, т. е. это сумма энергии излучения, кинетической энергии движения составляющих вещество микрочастиц, потенциальной энергии из взаимодействия и энергии, эквивалентной массе покоя всех этих частиц согласно уравнению Эйнштейна. При термодинамическом анализе ограничиваются каким-либо определенным уровнем энергии и определенными частицами, не затрагивая более глубоко лежащих уровней. Для химических процессов, например, несущественна энергия взаимодействия нуклонов в ядрах атомов химических элементов, поскольку она остается неизменной при химических реакциях. В роли компонентов системы в этом случае могут, как правило, выступать атомы химических элементов. Но при ядерных реакциях компонентами уже должны быть элементарные частицы. Внутренняя энергия таких неизменных в пределах рассматриваемого явления структурных единиц вещества принимается за условный уровень отсчета энергии и входит как константа в термодинамические соотношения. [c.41]

Величина AM, выражающая разность между массой сложной системы (ядра) и суммой масс его составных частей (нуклонов), на- [c.92]

Знание точных значений масс протона и нейтрона позволяет сравнить массу атомного ядра М с суммой масс всех нуклонов, из которых состоит ядро. При этом оказывается, что всегда масса ядра меньше суммы масс всех протонов и нейтронов. Этот результат совершенно естествен, так как ядро представляет собой прочно связанную систему нуклонов. отвечаюш ую минимуму энергии. [c.36]

Ядро может покоиться и иметь равную нулю кинетическую энергию, а его энергия покоя будет различной из-за того, что различна масса покоя. Чем больше энергия внутреннего движения нуклонов, тем больше масса покоя ядра и, следовательно, тем больше его энергия. [c.118]

Одной из таких моделей является рассмотренная выше капельная модель ядра, построенная в предположении сильного взаимодействия нуклонов между собой. Капельная модель дает приблизительно правильное представление об изменении массы ядра в зависимости от числа содержащихся в нем нуклонов, позволяет получить энергетические условия а- и р-распада, дает оз-можность достаточно подробно проанализировать физику деления тяжелых ядер. На основе капельной модели можно получить правильное качественное представление об общей структуре распределения уровней в ядре. [c.183]

Известно, что масса любого ядра (за исключением водорода) меньше суммы масс составляющих его протонов и нейтронов. Их разность называют дефектом массы. Дефект массы на нуклон (протон или нейтрон) равен отношению дефекта массы ядра на его массовое число. Максимальное значение дефекта массы на нуклон приходится на массовые числа, примерно равные 60. Увели- [c.280]

Трудность осуществления управляемого термоядерного синтеза заключается не в физической природе синтеза — она, действительно, очень проста. Возьмите два легких ядра и соедините их вместе. Полученное ядро всегда будет иметь меньшую массу, чем исходные ядра. Если два легких ядра, общее массовое число которых меньше 60, соединить вместе, то энергия полученного ядра на один нуклон должна увеличиться. В результате должна освободиться энергия в виде кинетической энергии продуктов синтеза. [c.203]

Как известно, по измерению разницы между массой того или иного атомного ядра и суммой масс образующих его протонов и нейтронов можно вычислить энергию связи нуклонов в ядре. Ниже мы приводим наиболее употребительные приближенные соотношения между единицами массы и энергии [c.320]

Атомная единица массы (а. е. м.), используемая в этой книге, равна Vie массы атома кислорода-16, состоящего из ядра (с 8 нейтронами и 8 протонами) н 8 орбитальных электронов. Как мы увидим дальше, из-за дефекта массы ядро кислорода-16 имеет меньшую массу, чем просто сумма масс его нуклонов. [c.35]

Энергия 2,19 МэВ, необходимая для преодоления огромной силы притяжения между двумя нуклонами и разрушения ядра дейтерия, называется энергией связи данного ядра, и мы видим, что она численно равна дефекту массы, выраженному в единицах энергии. Необходимое количество энергии может быть обеспечено при бомбардировке ядра дейтерия подходящими снарядами , например протонами или альфа-частицами, направленный поток которых получают в ускорителях. Рис. 6 весьма условно иллюстрирует протекание этого процесса. [c.37]

Ядро атома можно рассматривать как совокупность нуклонов нейтронов и протонов. Массовое число ядра А равно сумме числа нейтронов N и числа протонов Z. Действительная масса ядра меньше суммы масс нейтронов и протонов, из которых оно состоит. Эта разница, называемая дефектом массы, согласно уравнению Эйнштейна Е = тс определяет энергию связи нуклонов в ядре. Одна атомная единица массы а. е. м.) эквивалентна энергии 931 Мэе. Это соотношение между массой и энергией применимо и к ядерным превращениям, связанным с радиоактивным распадом. Баланс энергии при распаде определяется изменением массы в процессе распада. [c.109]

Механизмы Я. р. Характер взаимодействия налетающей частицы с ядром зависит от её кинетич. энергии, массы, заряда и др. характеристик. Он определяется теми степенями свободы ядра (ядер), к-рые возбуждаются в ходе столкновения. Различие между Я. р. включает и их разл. длительность. Если налетающая частица лишь касается ядра-мишени, а длительность столкновения приблизительно равна времени, необходимому для прохождения налетающей частицей расстояния, равного радиусу ядра-мишени (т. е. составляет 10 с), то такие Я. р. относят к классу прямых Я. р. Общим для всех прямых ядерных реакций является селективное возбуждение небольшого числа опре-дел. состояний (степеней свободы). В прямом процессе после 1-го столкновения налетающая частица имеет достаточную энергию, чтобы преодолеть ядерные силы притяжения, в область действия к-рых она попала. Примерами прямого взаимодействия являются неупругое рассеяние нейтронов (п, п ), реакции обмена зарядом, напр, (р, п). Сюда же относят процессы, когда налетающий нуклон и один из нуклонов ядра связываются, образуя дейтрон, к-рый вылетает, унося почти всю имеющуюся энергию [т. н. р е а к ц и я п о д х в а т а (р, d) ], или когда ядру передаётся нуклон из налетающей частицы (реакция срыва, напр, (d, р)]. Продукты прямых Я. р. летят преим. вперёд. [c.668]

Энергия связи н масса ядра. Энергией связи ядра наз. энергия, к-рую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отд. нуклоны. Она равна умноженной на разности суммарной массы всех нуклонов, входящих в состав ядра, и массы М самого ядра [c.686]

Здесь Wp, т — массы протона и нейтрона. Энергия связи ядра примерно пропорц. числу нуклонов в ядре, а уд. энергия связи почти постоянна для большинства [c.686]

На рис. 200 показано изменение потенциальной энергии на один нуклон (энергия, необходимая для разделения ядра на изолированные частицы) в зависимости от массового числа. Очевидно, что полная энергия связи атома, которая представляет собой разность между массой атома и суммой масс всех протонов, нейтронов и электронов оболочки, для тяжелых элементов больше, чем для легких, поскольку первые состоят из большего числа нуклонов. Однако энергия связи на один нуклон меняется при этом не сильно. Максимальную энергию связи и. [c.451]

Эта излученная материя и составляет отмеченную выше разницу между суммой масс нуклонов и массой ядра атома. В результате уменьшения массы ядро становится устойчивым, а присоединенные нуклоны оказываются прочно связанными. Если бы мы теперь захотели разложить атомное ядро на его элементарные составляющие — нуклоны, то мы должны были бы подвести к ядру недостающую массу. [c.24]

Разность АМ между суммой масс нуклонов и массой ядра характеризует энергию связи этих нуклонов в ядре, т. е. энергию, которую надо затратить, чтобы разделить данное ядро на составляющие его нуклоны. [c.37]

П4.1.2. Дефект массы и энергия связи ядра. Энергия, которую необходимо затратить для расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра св- Согласно формуле Эйнштейна полная энергия ядра равна Е = Мс . Точные масс-спектрометрические измерения показывают, что масса ядра меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов. [c.488]

П4.4.1. Свойства нейтрона. Масса нейтрона больше суммы масс протона и электрона > тПр + тПе. В свободном состоянии при среднем времени жизни порядка 17 минут нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино п р + е Внутри ядра образование нейтрона возможно за счет дополнительной энергии, со-обш аемой протону другими нуклонами ядра р гг + + I/. [c.508]

Сл( довательно, энергия ЛМс равна сумме кинетических энергий частиц, возникающих в процессе распада. Это соогношение играет важную роль в ядерной физике, указывая источник энергии при процессах деления ядер. В то же время если М (т f f- m2), то реакция может идти в противоположном направлении, обеспечивая термоядерный синтез. Соотношение (7.32) показывает, какая громадная энергия сосредоточена в атомном ядре. Если исходить из среднего значения дефекта масс, примерно равного 0,006 единицы массы на один нуклон, то окажется, что при объединении этих частиц и ядре выделяется энергия, достигающая около 6 МэВ на один нуклон, что в несколько миллионов раз больше энергии обьпгных химических реакций (1 — 2 эВ на атом водорода). [c.382]

Массы атомов есколько отличаются от целых чисел. Масса ядра п у. а. е. м., округленная до ближайшего целого числа, называется массовым числом А. Масеввое число является очень удобным, так как оно выражает число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре, из них Z — число протонов. Ядро атома данного элемента обозначается химическим символом элемента, сверху, справа у символа, ставится массовое число, а внизу, слева у символа, записывается Z ядра. Например, ядро углерода содержит 12 нуклонов, из них 6 р, ядро ijNa содержит 23 нуклона, из них [c.83]

Таким образом, на основную, почти пропорциональную зависимость величины энергии связи ядра (а также и массы ядра) от числа нуклонных частиц, входящих в состав ядра, накладываются еще периодические изменения, связанные 1) с большей устойчивостью в ядре пар нейтронов и протонов, 2) с гелионной периодичностью, [c.95]

В спектрах элементов, обладающих определенным изотопным составом, наблюдают расщепление линий на ряд компонент, каждая из которых характеризует свой иуклид. Возникновение подобной изотопической структуры спектров обусловлено взаимодействием электронов с ядром. Полный гамильтониан взаимодействия атома в системе центра инерции включает в себя движение нуклонов ядра относительно центра инерции (нормальный или боровский эффект массы), зависящее от массы ядра обменное взаимодействие электронов (специфический эффект массы) и взаимодействие валентных электронов с распределенным протонным зарядом ядра (эф- [c.846]

Деление атомного ядра — это процесс распада на два (реже три и четыре) сравнимых по массе ядра — осколка деления. Впервые деление ядер наблюдалось при облучении ядер урана нейтронами [1], затем было обнаружено спонтанное деление ядер урана [2]. Для ядер с массовым числом Л >100 реакция деления экзо-термична, поскольку энергия связи, приходящаяся на один нуклон, в ядрах-осколках больше, чем в делящемся ядре. Освобождаемая при делении ядер энергия выделяется в виде кинетической энергии осколков, энергии, которая уносится нейтронами, у-квантами, р-частицами и антинейтрино, сопровождающими процесс деления ядер. [c.1087]

И. и. проявляется в существовании изотопич. муль-типлетов, или аналоговых состояний, у лёгких ядер с одинаковым числом нуклонов А (изобары). Эти состояния относятся к разным ядрам, но имеют одинаковую структуру и одинаковые квантовые числа (спин /, чётность л, пзоснин Т), а их энергии отличаются лишь за счёт энергии кулоновского взаимодействия и разности масс протона и нейтрона. Пример изотопич. мультиплета — триплет состояний с T = i осн. состояния С и 1 0 и первое возбуждённое состояние i N. [c.120]

И. И. Гуревич, А. Н. Пономарев. МЮОННЫЙ АТОМ (мю-нуклонный атом) — атомоподобная система Zp, состоящая из атомного ядра и отрицательно заряженного мюона (ц"), к-рая, как правило, содержит ещё неск, электронов. Свойства М. а. подобны свойствам обычного водородоподобного атома с зарядом ядра Z, а некоторые различия обусловлены отличием массы р. от массы электрона т т = = 206,769те. Поэтому характерные размеры М. а. ttiL — ж 2,б 10 Z" см. Это примерно в 200 [c.229]

Одно из наиб, существенных проявлений остаточного взаимодействия — спаривание между нуклонами в ядре и ядерная сверхтекучесть (см. Сверхтекучая модель ядра). Одночастичвая О. м. я. е учётом ядерной сверхтекучести в сочетании с капельной моделью применялась и к вычислению масс ядер и барьеров деления [3]. [c.380]

Для объяснения /-распада рассматривают возбуждение ядра, затрагивающее только часть нуклонов вблизи его поверхности это колебания формы ядра в оси. состоянии (нулевые колебания). В ядерных реакциях возбуждение таких колебаний приводит к появлению т. н. гигантских резонансов (см. Гигантские кван-товые осцилляции). Если в процессе таких колебаний ядро достигает грушевидной формы, то могут образоваться фрагмент и остаточное ядро, удерживаемое нек-рое время, как и при а-распаде. Время жизни ядра относительно /-распада определяется вероятностью W распадной конфигурации п прозрачностью барьера. Т. к. W убывает с ростом амплитуды колебаний, то для деформиров. ядер в осн. состоянии (см. Деформированные ядра) вероятность /-распада велика. Действительно, ядра Ra имеют квадрупольвую деформацию (эллипсоид) и октуиольную (грушевиднаяформа), к-рые приближают осн, состояние к /-распаду. Проницаемость барьера определяется его высотой, массой фрагментов и гл. обр. энергией распада Qf. Действительно, в качестве остаточного конечного продукта при /-распаде практически всегда наблюдается ядро РЬ с А = 208 (Z = 82, JV = 126) /-распад с образованием такого дважды магического ядра характеризуется большой величиной Qj. [c.211]

Ещё одной важной, хотя и приближённой ядерной характеристикой является изотопический спин (или изобарический спин) Т, к-рый складывается из изоспинов отд. нуклонов по тем же правилам, что и обычный спин. Сохранение этой величины связано с изотопической инвариантностью ядерных сил, к-рая состоит в том, что ядер-ные взаимодействия между двумя нуклонами в одинаковых пространств, и спиновых состояниях не зависят от сорта нуклонов, т. е. одинаковы в парах рр, рп и пп. Изотопич. спин (изоспин) может принимать значения 7 (Af—Z)/2, целые для чётных ядер и полуцелые для нечётных. Подобно обычному спину, он имеет также фиксированную проекцию на одну из осей формального изоспинов. пространства Ti = (A —22 /2. Она связана с зарядом ядра и поэтому является строго сохраняющейся величиной во всех ядерных состояниях. В отличие от этого, изоспин Т является приближённым квантовым числом. Нарушение изоспина (т. е. смешивание компонент с разл. значениями Т в волновой ф-ции ядерного состояния) обусловлено различием масс протона и нейтрона, а также кулоновским взаимодействием между протонами. В лёгких ядрах с Z 20 эти эффекты малы и изоспин Т является достаточно точным квантовым числом. В результате ядер-ные состояния можно характеризовать квантовыми числами Т и Tg, а состояния с одинаковыми значениями /, Т в соседних ядрах-изобарах объединить в изотопич. мультиплеты. Поскольку проекция изоспина принимает значения Tz = Т, Т— I...... -Т, то в изотопич. мульти- [c.687]

Напомним, что атомы имеют диаметр около Ш" см и сосюят-из одного или более электронов, окружающих центральное ядро. Эти электроны связаны в атоме электростатическим притяжением их отрицательного заряда к положительному заряду ядра. Энергия связи этих атомных электронов гораздо меньше, чем энергия связи между ядерньши частицами (нуклонами), и фактически в большинстве проблем ядерной физики ею оЫчно можно пренебречь. Все ядра состоят из двух типов частиц почти одинаковой массы—нейтронов и протонов. В терминах современной теории эти две частицы представляют различные квантовые состояния одной основной частицы (нуклона). [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...