Энергия связи ядра
Binding energy
Зависимость удельной энергии связи ядра ε от числа нуклонов
А в стабильных ядрах |
Энергия связи ядра –
минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие
его нуклоны (протоны и нейтроны). Ядро – система связанных нуклонов, состоящая
из Z протонов (масса протона в свободном состоянии mp) и N нейтронов
(масса нейтрона в свободном состоянии mn). Для того, чтобы разделить
ядро на составные нуклоны, нужно затратить определенную минимальную энергию
W, называемую энергией связи. При этом покоящееся ядро с массой М переходит
в совокупность свободных покоящихся протонов и нейтронов с суммарной массой
Zmp + Nmn. Энергия покоящегося ядра Мс2.
Энергия освобождённых покоящихся нуклонов (Zmp + Nmn)с2.
В соответствии с законом сохранения энергии Мс2 + W = (Zmp
+ Nmn)с2. Или W = (Zmp + Nmn)с2
- Мс2. Поскольку W > 0, то М < (Zmp + Nmn),
т.е. масса, начального ядра, в котором нуклоны связаны, меньше суммы масс
свободных нуклонов, входящих в его состав.
W растёт с увеличением числа А нуклонов в ядре (А = Z + N). Удобно
иметь дело с удельной энергией связи ε = W/A, т.е. средней
энергией связи, приходящейся на один нуклон. Для большинства ядер
ε ≈ 8 МэВ (1 МэВ = 1.6·10-13 Дж). Для разрыва
химической связи нужна энергия в 106 раз меньше.
Подробнее см. Капельная
модель. Формула Вайцзеккера для энергии связи ядер
|