Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Znającpromieńjądrawodoru,czyliprotonu,R=1,4fm,orazjegomasęm
p=
=1,672649·10–27kg,możemywyliczyćgęstośćmateriiwprotonieρ
p:
ρ
p=(1,672649·10–27kg):4/3·π(1,4fm)3=1,456·1017kg/m3
Podobnajestgęstośćmateriijądrowej,bowiemnukleonywjądrzeupakowane
sąbardzociasno.Porównującobliczonąwartośćgęstościjądrazgęstościąnp.pla-
tyny–metaluonajwiększejgęstości(2,15·104kg/m3),niesposóbniezauważyć,
jakniewyobrażalniewielkajestkoncentracjamateriiwjądrzeatomowym.
3020Energiawiązaniajądra0Siłyjądrowe
MasajądraatomowegoM(Z,A)oliczbachporządkowejZimasowejA,tj.zawiera-
jącegoZprotonówi(A–Z)neutronów,jestmniejszaodsumymastworzącychje
nukleonów:
M(Z,A)<[Z·m
p+(A–Z)·m
n]
gdzie:m
p–masaprotonu,m
n–masaneutronu.
(3.2)
Różnicępomiędzymasąnukleonówtworzącychjądro[Z·m
p+(A–Z)·m
n]
amasąjądraM(Z,A)nazywamydefektemmasyΔM:
ΔM=[Z·m
p+(A–Z)·m
n]–M(Z,A)
(3.3)
KorzystajączrównoważnościEinsteinapomiędzymasąaenergią(E=m·c2;
c–prędkośćświatła),popomnożeniuΔMprzezc2otrzymamywzór,określający
energięΔEwiązaniajądra:
ΔE=ΔM·c2=[Z·m
p+(A–Z)·m
n–M(Z,A)]·c2
(3.4)
Dzielącwartośćenergiiwiązaniajądra,obliczonejzewzoru(3.4),przezliczbę
nukleonówA,otrzymamyśredniąenergięwiązaniaprzypadającąnajedennukleon
(E
n).Wielkośćtatradycyjniewyrażanajestwmegaelektronowoltach(MeV)
(1MeV=106eV;1eV=1,602·10–19J).
Średniaenergiawiązanianukleonuzależyodliczbynukleonówwjądrze(ryc.
3.1);naprzykładdlajądradeuteru2
1Hjestonarówna1,1MeV
,dlajądra4
2He–
7,1MeV
,dla12
6C–7,7MeV
.Największąwartośćtejenergiiosiągajądro56
26Fe–
8,8MeV
.OdwartościAwynoszącejokoło100średniaenergiawiązaniaprzypada-
jącanajedennukleonpowolimalejeidlanaturalnegojądraonajwiększejliczbie
masowej–238U–osiągawartość7,6MeV
.
Trwałośćjąderatomowychjestskutkiemdziałaniaspecyficznychjądrowychsił
przyciąganiapomiędzynukleonami.Siłytebowiemznacznieprzewyższająsiły
elektrostatycznegoodpychaniapomiędzyprotonami.Siłyjądrowesąsiłamibliskie-
gozasięgu;działająnaodległościachporównywalnychzpromieniemnukleonu,
czylirzędu1,5·10–15m=1,5fm.Każdynukleonoddziałujetylkozsąsiadującymi
43
