Πώς βρίσκετε την ενέργεια πυρηνικής δέσμευσης;
Κατανόηση των βασικών
* νουκλεόνια: Τα πρωτόνια και τα νετρόνια, που ονομάζονται συλλογικά νουκλεόνια, αποτελούν τον πυρήνα ενός ατόμου.
* Ενέργεια δέσμευσης: Η ενέργεια που απαιτείται για να διαχωρίσει πλήρως όλα τα νουκλεόνια σε έναν πυρήνα. Είναι ένα μέτρο της σταθερότητας του πυρήνα. Μια υψηλότερη ενέργεια δέσμευσης υποδεικνύει έναν πιο σταθερό πυρήνα.
Ο υπολογισμός
1.
* Υπολογίστε τη συνολική μάζα των μεμονωμένων πυρήνων (πρωτόνια και νετρόνια) στον πυρήνα.
* Αφαιρέστε την πραγματική μάζα του πυρήνα από τη συνολική μάζα των μεμονωμένων νουκλεονίων. Αυτή η διαφορά ονομάζεται μαζικό ελάττωμα.
* Παράδειγμα: Για έναν πυρήνα ηλίου-4 (2 πρωτόνια + 2 νετρόνια):
* Μάζα 2 πρωτόνια =2 x 1.007276 AMU
* Μάζα 2 νετρονίων =2 x 1.008665 AMU
* Συνολική μάζα νουκλεονίων =4.031882 AMU
* Πραγματική μάζα πυρήνα ηλίου-4 =4.002603 AMU
* Μαζικό ελάττωμα (ΔM) =4.031882 AMU - 4.002603 AMU =0.029279 AMU
2. μετατρέψτε το ελάττωμα μάζας σε ενέργεια (δΕ):
* Χρησιμοποιήστε τη διάσημη εξίσωση του Einstein, E =MC², για να μετατρέψετε το μάζιο ελάττωμα (ΔΜ) στην ενέργεια (ΔΕ).
* C αντιπροσωπεύει την ταχύτητα του φωτός (299.792.458 m/s).
* Σημαντική σημείωση: Το μαζικό ελάττωμα εκφράζεται συνήθως σε ατομικές μονάδες μάζας (AMU). Θα χρειαστεί να μετατρέψετε το AMU σε κιλά (1 AMU =1,66053906660 × 10⁻2⁷ kg) πριν χρησιμοποιήσετε το E =MC².
* Παράδειγμα:
* ΔΜ =0,029279 AMU =0,029279 x 1,66053906660 × 10⁻² kg
* ΔΕ =(0,029279 x 1,66053906660 × 10⁻2 kg) * (299,792,458 m/s) ²
* Δe ≈ 4.37 x 10⁻2 j
3. Ενεργοποίηση δέσμευσης ανά πυρήνα:
* Διαχωρίστε τη συνολική ενέργεια δέσμευσης (δΕ) με τον αριθμό των νουκλεονίων στον πυρήνα για να βρείτε την ενέργεια δέσμευσης ανά πυρήνα.
* Παράδειγμα:
* Ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόν για ήλιο-4 =(4.37 x 10⁻2 j) / 4 νουκλεόνια ≈ 1,09 x 10⁻2 j / nucleon
Βασικά σημεία:
* Μονάδες: Η ενέργεια δέσμευσης εκφράζεται συνήθως σε joules (j) ή megaelectron volts (MEV).
* σταθερότητα: Οι πυρήνες με υψηλότερες ενέργειες δέσμευσης ανά πυρήνα είναι γενικά πιο σταθεροί.
* Πυρηνικές αντιδράσεις: Η ενέργεια δέσμευσης διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην κατανόηση των πυρηνικών αντιδράσεων όπως η σχάση και η σύντηξη.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εργαστείτε με ένα συγκεκριμένο παράδειγμα ή να έχετε περισσότερες ερωτήσεις!
