Энергия связи ядра
Энергия связи ядра — это минимальная энергия, которую нужно сообщить ядру, чтобы полностью разделить его на свободные протоны и нейтроны. Она характеризует прочность ядра: чем больше энергия связи, тем труднее разрушить ядро.
Для расчёта энергии связи сначала находят дефект массы — разность между суммой масс свободных нуклонов и массой образовавшегося ядра. Масса ядра меньше суммы масс его нуклонов, потому что при образовании ядра выделяется энергия.
Здесь \(c=3\cdot10^8\ \text{м/с}\) — скорость света. Если дефект массы выражен в килограммах, энергию получают в джоулях. В ядерной физике часто используют атомную единицу массы: \(1\ \text{а.е.м.}\cdot c^2\approx 931{,}5\ \text{МэВ}\). Поэтому при измерении дефекта массы в а.е.м. удобно применять формулу \(E_\text{св}=931{,}5\Delta m\) МэВ.
Для ядра дефект массы равен \(\Delta m=0{,}20\) а.е.м. Тогда энергия связи \(E_\text{св}=931{,}5\cdot0{,}20\approx186{,}3\) МэВ. Это энергия, необходимая для полного разделения данного ядра на свободные нуклоны.
Энергия связи ядра относится ко всему ядру. Удельная энергия связи — это энергия связи, приходящаяся на один нуклон: \(E_\text{уд}=E_\text{св}/A\), где \(A\) — массовое число. Чем больше полная энергия связи, не обязательно тем прочнее каждый нуклон: для сравнения разных ядер используют именно удельную энергию.
Что произойдёт с энергией системы при образовании ядра из свободных нуклонов?
Главное
- Энергия связи — энергия полного разделения ядра на свободные нуклоны.
- Основная формула: \(E_\text{св}=\Delta m c^2\); при \(Δm\) в а.е.м. \(E_\text{св}=931{,}5\Delta m\) МэВ.
- Для сравнения прочности разных ядер используют удельную энергию связи, то есть энергию связи одного нуклона.