Атамнае ядро

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Ядзерная фізіка
CNO Cycle.svg
Атамнае ядро · Радыеактыўны распад · Ядзерная рэакцыя · Тэрмаядзерная рэакцыя
Гл. таксама «Фізічны партал»

Ядро атама — цэнтральная частка атама, у якой засяроджана амаль уся яго маса і ўвесь дадатны зарад, роўны па велічыні сумарнаму зараду ўсіх электронаў у нейтральным атаме.

Складаецца з пратонаў і нейтронаў (агульная назва — нуклоны), якія размеркаваны па ядзерных абалонках і падабалонках. Дадатны электрычны зарад Я. ў адзінках зараду электрона роўны колькасці пратонаў у ім і з'яўляецца парадкавым нумарам хімічнага элемента. Сумарная колькасць пратонаў і нейтронаў роўная масаваму ліку ізатопа элемента. Уласцівасці Я. вызначаюцца галоўным чынам колькасцю пратонаў і нейтронаў.

Я. займае малую частку прасторы ў атаме, яго лінейныя памеры маюць парадак  — метра. Існаванне Я. абумоўлена дзеяннем ядзерных сілаў, якія на кароткіх адлегласцях у шмат разоў пераўзыходзяць сілы адштурхоўвання аднайменна зараджаных пратонаў.

Ядзерна-фізічныя характарыстыкі[правіць | правіць зыходнік]

Зарадавы лік цалкам вызначае хімічны элемент. Пара лікаў і (масавы лік) цалкам вызначае нуклід. Можна разгледзець некаторыя ядзерна-фізічныя характарыстыкі нуклідаў з зададзенымі зарадавымі і масавымі лікамі.

Зарад[правіць | правіць зыходнік]

Лік пратонаў у ядры вызначае непасрэдна яго электрычны зарад. У ізатопаў аднолькавая колькасць пратонаў, але розная колькасць нейтронаў. Ядзерныя ўласцівасці ізатопаў элемента, у адрозненні ад хімічных, могуць адрознівацца надта рэзка[1].

Упершыню зарады атамных ядзер вызначыў Генры Мозлі у 1913 годзе. Свае эксперыментальныя назіранні вучоны растлумачыў залежнасцю даўжыні хвалі рэнтгенаўскага выпраменьвання ад некаторай канстанты , якая змяняецца на адзінку ад элемента да элемента і роўная адзінцы для вадароду:

, дзе

і  — канстанты.

Адсюль Мозлі зрабіў выснову, што знойдзеная ў яго эксперыментах канстанта атама, якая вызначае даўжыню хвалі характарыстычнага рэнтгенаўскага выпраменьвання і супадае з парадкавым нумарам элемента, можа быць толькі зарадам атамнага ядра, што стала шырока вядома пад назвай закон Мозлі[2].

Маса[правіць | правіць зыходнік]

З-за розніцы ў ліку нейтронаў ізатопы элемента маюць розную масу , якая з'яўляецца важнай характарыстыкай ядра. У ядзернай фізіцы масу ядзер прынята вымяраць у атамных адзінках масы (а. а. м.). За адну а. а. м. прымаюць 1/12 частку масы нукліда 12C[зн 1]. Варта адзначыць, што стандартная маса, якая звычайна прыводзіцца для нукліда — гэта маса нейтральнага атама. Для вызначэння масы ядра трэба з масы атама адняць суму мас усіх электронаў (больш дакладны лік атрымаецца, калі ўлічыць яшчэ і энергію сувязі электронаў з ядром).

Акрамя таго, у ядзернай фізіцы часта выкарыстоўваецца энергетычны эквівалент масы. Згодна суадносін Эйнштэйна, кожнаму значэнню масы адпавядае поўная энергія:

, дзе  — скорасць святла ў вакууме.

Суадносіны паміж а. а. м. і яе энергетычным эквівалентам у джоўлях:

,

а так як 1 электронвольт = 1,602176×10−19 Дж, то энергетычны эквівалент а. а. м. у МэВ роўны[1][3]:

.

Радыус[правіць | правіць зыходнік]

Аналіз распаду важкіх ядзер удакладніў ацэнку Рэзерфорда[зн 2] і звязаў радыус ядра з масавым лікам простым раўнаннем:

,

дзе  — канстанта.

Так як радыус ядра не з'яўляецца толькі геаметрычнай характарыстыкай і звязаны перш за ўсе з радыусам дзеяння ядзерных сіл, то значэнне залежыць ад працэса, пры аналізе якога атрымалася значэнне , асераднёнае значэнне м. Такім чынам радыус ядра ў метрах[1][2]:

.

Зноскі[правіць | правіць зыходнік]

  1. Што выклікана толькі зручнасцю практычных вымярэнняў мас атамаў
  2. Рэзерфорд, даследуючы працэс рассейвання α-часціц на ядрах, ацаніл памеры ядра — парадку 10−14 м.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  1. 1,0 1,1 1,2 Бартоломей Г.Г., Байбаков В.Д., Алхутов М.С., Бать Г.А., "Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов", Энергоатомиздат,1982
  2. 2,0 2,1 Климов А. Н., "Ядерная физика и ядерные реакторы", Энергоатомиздат, 1985
  3. Ганев И. Х., "Физика и расчёт реактора", Энергоиздат, 1981

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]