Ядерні сили. Енергія зв'язку атомних ядер. Спектр енергетичних станів ядра.

Гэсэн хэдий ч, хамгийн сонирхолтой нь практик ашиглаж байна урвал явагдаж үеэр харилцан бөөм нь neutrons. Оноос хойш neutrons дутмаг төлбөр, тэд чөлөөтэй нэвтрэх дахь атомын цөм болон шалтгаан, тэдгээрийн өөрчлөлт. Шилдэг италийн физикч Enrico Fermi анх судалж урвал ажиллагаанаас үүдэлтэй neutrons. Тэр нь тогтоогджээ цөмийн өөрчлөлтийг зөвхөн учирсан хурдан, удаан neutrons, хөдөлж дулааны хурдыг тооцоход. Цөмийн урвал дагалдаж эрчим хүчний өөрчлөлтүүд. Эрчим хүчний гаралт цөмийн урвал гэж нэрлэдэг үнэ цэнэ

Q = (МА + MB – MC – MD)c2 = ΔMc2.
хаана MA, MB юм масс анхны бүтээгдэхүүн, MC, АУ-ны масс эцсийн урвалын бүтээгдэхүүн. Үнэ цэнэ ΔM гэж нэрлэдэг масс гажиг. Цөмийн урвал болно үргэлжлүүлэх хувилбар (Q > 0), эсвэл шингээх (Q < 0). Хоер дахь тохиолдолд, эхний кинетик эрчим хүчний анхны бүтээгдэхүүн естой хэтэрч үнэ цэнэ |Q| гэж нэрлэдэг бөгөөд босго урвал.

Зорилгоор цөмийн урвал байсан нь эерэг эрчим хүч гарц, тодорхой эрчим хүч nucleons анхны бөөм-ээс бага байх естой нь тодорхой эрчим хүч nucleons дахь бөөм нь эцсийн бүтээгдэхүүн байна. Энэ нь юу гэсэн үг үнэ цэнийг ΔM эерэг байх естой. Тэнд байгаа хоер үндсээр нь өөр өөр арга замуудын хувилбар нь цөмийн эрчим хүч. 1. Fission хүнд бөөм. Ялгаатай нь цацраг идэвхит задралын бөөм, ялгаралтыг α -, эсвэл β-тоосонцор, fission урвал үйл явц юм нь тогтворгүй цөм хувааж руу хоер том хэсэг масстай харьцуулж байна. 1939 германы эрдэмтэд О. Hahn, Ф. Strassman нээсэн fission ураны. Тасралтгүй судалгаа эхэлсэн гэхэд Fermi, тэд олсон гэж довтолгоон ураны гэхэд neutrons тохиолдож дунд хэсэг нь тогтмол систем – цацраг идэвхт isotopes нь barium (Z = 56), krypton (Z = 36). Ураны тохиолддог шинж чанартай гэж хоер isotopes: Цөмийн урвал
(99,3 %) , Цөмийн урвал
(0.7 хувь). Үед өөр татагдаж neutrons, бөөм аль аль нь isotopes байж болох хоер хэсэг болгон хуваасан хэсэг. Энэ тохиолдолд fission урвал Цөмийн урвал
хамгийн хүчтэй нь удаан (дулааны) neutrons, харин гол цөм нь Цөмийн урвал
хариу үйлдэл fission зөвхөн хурдан neutrons нь эрчим хүчний тухай 1 MeV. Гол сонирхол нь цөмийн эрчим хүч бол fission урвал гол цөм нь Цөмийн урвал
Одоо тэнд 100 орчим янз бүрийн isotopes масс тоо нь ойролцоогоор 90 145 үүссэн хэлтэс энэ цөм. Хоер ердийн fission урвал энэ цөм хэлбэр:
Гэдгийг анхаарна уу үр дүнд fission санаачилсан нь neutron байдаг шинэ neutrons үүсгэж болох fission бусад бөөм. Бүтээгдэхүүн цөмийн fission нь уран-235 байж болох бусад isotopes нь barium, xenon, strontium, rubidium, гэх мэт., Кинетик эрчим хүч гаргасан fission нь ураны цөм, их – 200 MeV. Үнэлгээ ялгаруулах fission эрчим хүч ашиглан хийж болно тодорхой эрчим хүч nucleons нь цөм.

Тодорхой заавал эрчим хүч nucleons дахь бөөм нь масс тоо нь ≈ 240 тухай 7.6 MeV/nucleon байхад бөөм нь масс тоо А = 90-145 тодорхой эрчим хүч нь ойролцоогоор тэнцүү 8.5 MeV/nucleon. Тиймээс, үед fission нь ураны цөм гаргасан эрчим хүчний тухай 0.9 MeV нэг nucleon буюу ойролцоогоор 210 MeV нэг атом ураны. Д бүрэн fission нь бөөм агуулагдах 1 гр уран, хуваарилсан бол адил эрчим хүчний шаталтаас 3 тонн нүүрс буюу 2.5 тонн газрын тос. Энэ fission бүтээгдэхүүн ураны цөм нь тогтворгүй, тэд агуулсан ихээхэн илүүдэл тоо neutrons. Үнэндээ, харьцаа N / Z хувьд хамгийн хүнд бөөм тухай 1.6 (Зураг. 9.6.2), бөөм нь масс тоо нь 90 145 энэ харьцаа нь ойролцоогоор 1.3 1.4. Тиймийн тул, core-хэсэг хэд хэдэн дараалсан β-decays, тоо протонууд нь цөм нэмэгдэж, тоо neutrons буурч хүртэл хүртэл тогтвортой цөм. Үед fission нь уран-235, учирсан байна мөргөлдөөн нь neutron, гаргасан 2 эсвэл 3 neutrons. Таатай нөхцөлд, эдгээр neutrons цохих болно бусад уран бөөм, шалтгаан нь тэдний fission. Энэ үе шатанд гарч ирэх болно 4 9 neutrons үүсгэж болох шинэ муудах уран бөөм, гэх мэт. Ийм нуранги шиг үйл явц гэж нэрлэдэг гинжин урвал. Схемийн хөгжлийн гинжин урвал хэлтэс нь цөмийг уран