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:

Красные гиганты и белые карлики
Рано или поздно, но ресурсы водорода будут исчерпаны, а в недрах звезды накопится много гелия. Остатки водорода всплывут на поверхность, термоядерные реакции станут происходить не в ядре, а на периферии, и, вследствие высоких температур, ...

Эволюция человека
Предками человека и современных человекообразных обезьян были дриопитеки («древесные обезьяны») 23-12 млн лет назад во влажных тропических лесах Африки. У них было множество эволюционных ветвей с различными приспособлениями для жизни. Объ ...

Общая теория относительности и её экспериментальные доказательства
Общая теория относительности раскрывает природу закона всемирного тяготения. Допущение:Основное допущение ОТО очень простое и называется принципом эквивалентности. На кухонном языке оно звучит приблизительно так: если мы не можем отличить ...