Энергия связи ядра

Дефект массы

Если Δm — сумма масс свободных нуклонов минус масса ядра, то B=ΔMC². Положительный дефект массы соответствует положительной энергии связи.

При использовании атомные массы нужно последовательно учитывать массы электронов, чтобы они корректно сокращались в выбранной формуле.

B/A

Энергия связи на нуклон B/A позволяет сравнивать ядра разных размеров. Она быстро растёт у лёгких ядер, имеет широкий максимум в области Fe–Ni и медленно падает у очень тяжёлых.

Поэтому слияние лёгких и деление очень тяжёлых ядра могут вести к продуктам с большим B/A и меньшей общая масса покоя.

Почему кривая такова

Сильное ядерное взаимодействие короткодействующая и примерно насыщаемая: нуклон сильнее всего взаимодействует с ближайшими соседями.

Протон-протонное кулоновское отталкивание дальнодействующая и усиливает свой вклад с ростом Z. Поверхность, нейтронно-протонный дисбаланс и спаривание также влияют на массы.

Связь и стабильность

Большое B/A не гарантирует стабильность против любого распад. Нужен доступный конечное состояние с более низкой энергией и соблюдение законы сохранения и квантовые правила отбора.

При альфа-распад Q может быть положительным, но период полураспада огромным из-за туннелирование через Кулоновский барьер.

Энергия разделения

Нейтрон или энергия разделения протонов измеряет локальную связь последнего нуклон и может резко меняться около затворы оболочки и капельные линии.

Поэтому два ядра с похожим B/A могут сильно различаться по энергии отделения одного нуклона.

Q-значение

Для реакции Q=(m_i−m_f)c². Q>0 означает меньшую конечную масса покоя и возможность выделения энергии, но не определяет скорость реакции.

Барьер, угловой момент и доступные каналы могут сделать энергетически выгодный процесс очень медленным.

Единицы

1 u·c²≈931,5 MeV. Дефект массы 0,010 u соответствует примерно 9,315 MeV.

Следует различать полную B и B/A и не смешивать атомные и ядерные массы без проверки электронная бухгалтерия.

Разобранный пример