05 Energia wiazania

Energia wiązania.
Reakcja rozszczepienia.
1. Deficytem masy nazywamy różnicę pomiędzy sumą
mas nukleonów, z których składa się jądro atomowe,
a masą tego jądra i oznaczamy symbolem m.
m  Z  m p   A  Z  mn  m j
2. Energia spoczynkowa (E0) – energia jaką posiada
każde ciało o masie m zgodnie z szczególną teorią
względności Einsteina.
Powyższy związek nazywamy równoważnością
masy i energii.
3. Energia wiązania (EW) – minimalna energia jaką
trzeba dostarczyć do jądra, aby rozdzielić je na nie
oddziałujące ze sobą nukleony.
Jest ona równa pracy, jaką należy wykonać w celu
rozdzielenia nukleonów.
Wartość energii wiązania możemy wyrazić wzorem:
EW  m  c
2
Dostarczona energia jest równoważna deficytowi
masy jądra i zamienia się na energię spoczynkową
rozdzielonych nukleonów.
4. W procesie łączenia pojedynczych nukleonów w
jądro atomowe, następuje emisja energii
odpowiadająca deficytowi masy powstałego jądra,
która powoduje na przykład wzrost temperatury
otoczenia.
5. Energia wiązania nie jest stała dla poszczególnych
jąder. Charakterystyczną własnością jąder jest energia
wiązania przypadająca na jeden nukleon Ew/A.
Zmienia się ona wraz ze zmianą nukleonów w jądrze
atomowym. Szczegółowe dane tej wielkości zawarte
są na wykresie rys. 4.23/193 zwanym najważniejszym
wykresem świata.
Najważniejszy wykres świata – pokazujący energię
wiązania przypadającą na pojedynczy nukleon, w
zależności od liczby masowej.
6. Reakcją rozszczepienia nazywamy rozpad ciężkiego
jądra atomowego na lżejsze jądra na skutek
zderzenia z innym jądrem lub neutronem.
Dodatkowo wydzielone są neutrony i duża porcja
energii w postaci promieniowania .
7. Promieniowania  powstałe w wyniku reakcji
rozszczepiania bierze się stąd, że ciężkie jądra
posiadają mniejszą energię wiązania przypadającą
na pojedynczy nukleon, w porównaniu z jądrami o
liczbie nukleonów od 30 do 150. Efektem tego jest
to, że ciężkie jądro rozszczepia się na dwa mniejsze
o sumie mas mniejszej od masy jądra ciężkiego.
Dowodem tego jest doświadczenie myślowe –
podręcznik strona 194.
8. Reakcją łańcuchową nazywamy takie reakcje
rozszczepienia, w wyniku których więcej niż jeden
powstały neutron będzie wywoływał kolejne reakcje
rozszczepienia.
9. Warunki zajścia reakcji łańcuchowej:
a)Odpowiednia duża zawartość ulegających
rozszczepieniu jąder izotopu w próbce.
b)Masa próbki przekraczająca masę krytyczną.
c) Odpowiedni kształt próbki (najbardziej pożądany to
kula.)
10. Masa krytyczna – minimalna masa próbki, w której
może zajść reakcja łańcuchowa.