Энергия атомного ядра.

очень большое выделение энергии, чтобы мы могли заметить маленькое изменение массы, или, как его называют, дефект массы.

Например, в химической реакции образования воды выделяется довольно большая энергия, и можно утвер­ждать, что масса молекулы воды меньше массы двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но энергия, выделяющаяся в химических реакциях, все же недоста­точно велика, чтобы мы даже очень точными приборами смогли обнаружить это различие в массах.

В ядерных же реакциях энергии выделяется в мил­лионы раз больше, чем в химических, и поэтому дефект массы, получающийся в различных ядерных реакциях, будет значительным. Если взвесить ядро какого-либо атома, то окажется, что его масса всегда меньше суммы масс протонов и нейтронов, составляющих это ядро.

Возьмем, например, ядро гелия. Оно состоит из двух протонов и двух нейтронов и весит 4,004 (За единицу массы в атомной физике, так же как и в химии, Обычно принимается 1/16 массы атома кислорода.). Сумма же массы всех четырех частиц будет 4,034. Таким образом, дефект массы при образовании ядра гелия будет 0,03. Пользуясь формулой взаимосвязи массы и энергии, можно определить, какой энергии соответствует это уменьшение массы. И оказывается, что при образовании одного кило­грамма гелия дефект массы составляет 80 граммов. При этом выделяется энергия, равная примерно 4,47 • 1028 Мэв, или 1,7-1011 больших калорий, что равноценно теплу, по­лучающемуся при сгорании 20 тысяч тонн угля.

Наибольшая энергия должна, очевидно, выделяться при образовании средних ядер. При образовании из про­тонов и нейтронов одного килограмма хрома выделяется энергия, равная 2,1 • 1011 больших калорий. Для подсчета энергии, выделяющейся при различных ядерных реак­циях, можно также воспользоваться кривой графика рис. 5, которая вычислена из известных масс различных ядер.

Энергия связи, приходящаяся на один нуклон для тя­желых ядер, примерно на 1 Мэв меньше, чем энергия связи средних.

Радиоактивный распад тяжелых элементов и опреде­ляется как раз тем обстоятельством, что ядра этих эле­ментов менее устойчивы. Переход этих ядер в более устойчивое состояние всегда сопровождается выделением энергии. Так, при распаде одного грамма радия на ядра гелия и радона выделяется энергия, равная примерно 3,5 • 106 больших калорий. Но использовать эту энергию нельзя, так как радий распадается чрезвычайно мед­ленно. За 1590 лет из одного грамма радия распадается только половина. Если бы можно было ускорить этот про­цесс, то энергии, выделяемой одним граммом радия, было бы достаточно, чтобы электрическая лампа мощностью 50 ватт могла гореть в течение семи лет. Однако физики пока еще практически не умеют влиять на скорость есте­ственного радиоактивного распада радия.

Страница 3 of 5« First...34...Last »