Зависимость ядерной энергии от количества нуклонов в ядре

Биология » Концепции современного естествознания » Зависимость ядерной энергии от количества нуклонов в ядре

В стабильных ядрах количество протонов и нейтронов у лёгких элементов приблизительно одинаково; с увеличением заряда ядра относительное количество нейтронов возрастает до полутора у трансуранов.

Итак, в ядерные оболочки формируются определённым количеством протонов и нейтронов. Опыты Ферми показали, что если подбрасывать в ядро лишние нейтроны, то в результате β-распада их излишки превращаются в протоны. Избыточное количество протонов может порождать обратный процесс – превращаться в нейтроны с испусканием позитрона (этот тип радиоактивного распада был открыт супругами Жолио-Кюри в 1934 г.).

Теория ядра очень далека от завершения, однако имеющиеся в настоящий момент данные чрезвычайно важны. Для понимания технических и астрофизических процессов главное – знать энергетический выход реакций распада и синтеза ядер.

Если к протону добавить нейтрон, то частицы прилипнут друг к другу подобно кусочкам магнита и при этом выделится энергия - например, в виде гамма-кванта, и получится дейтон - ядро тяжёлого стабильного изотопа водорода дейтерия. Добавим ещё один нейтрон и снова получим выход полезной энергии, однако новый изотоп водорода – тритий – нестабилен и в процессе β-распада превращается в легкий изотоп гелия – 3Не.

Добавляя таким образом нуклоны в ядро, получаем где больший, где меньший, но обычно положительный выход энергии – и так до того момента, когда силы отталкивания не станут превышать силы притяжения. Самое тяжёлое ядро, синтез которого идёт с выделением энергии – это ядро железа, более тяжелые элементы энергетически выгоднее разрушить. Легко определить, что синтез лёгких элементов – и прежде всего гелия – из ещё более лёгких даст больше энергии, чем расщепление тяжёлых элементов, включая даже уран.

Однако технически расщепление урана оказывается более простой задачей.


Другое по теме:

Эволюция биосферы
Структура биосферы, характер и интенсивность биотического круговорота изменялись в ходе эволюции. Учитывая принципиальную важность круговорота, В.И.Вернадский утверждал, что на Земле с самого начала могло существовать лишь некоторое сообщ ...

Неврогенная группа. Гипофиз
Гипофиз — небольшая шаровидная или овальная железа, красноватой окраски, связанная с головным мозгом, посредством гипофизарной ножки. Размеры гипофиза невелики: длина 8 — 10 мм, ширина 12 — 15 мм, высота 5— 6 мм; масса — 0,35 — 0,65 г. П ...

Миелин
Миелин и его роль в нервной системе. Основные стадии формирования и структура миелина. Участие олигодендроцитов и шванновских клеток в образовании миелина в ЦНС и ПНС. Липидный и белковый состав миелина. Особая роль галактолипидов (церебр ...