ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергия связи нуклонов в ядре из "Физические основы радиохимии" Представим себе, что при помощи каких-то сил нам удалось вырвать одну частицу (протон или нейтрон) из ядра. Так как мы имели дело с устойчивым ядром, т. е. с устойчивой системой нук-лонов, то для удаления частицы мы вынуждены были произвести работу, другими словами, подвести системе некоторую энергию. По закону сохранения- энергии, величина подведенной энергии совершенно не зависит от способа, какшм удалялась эта частица из ядра, а зависит лишь от природы ядра, т. е. от числа протонов и нейтронов в ядре и его структуры. [c.12] Энергия связи частицы в ядре есть отрицательная величина по абсолютному значению равная работе, затрачиваемой на вырывание данной частицы. Чаще всего говорят об абсолютном значении энергии связи и в этом смысле употребляют, например, выражение вроде Энергия связи наиболее слабо связанного нейтрона в ядре равна 2,6-10 эрг . [c.12] Мерой энергии связи Е всего ядра в целом является работа, которую необходимо совершить, чтобы оторвать друг от другз все протоны и нейтроны. [c.12] Определение энергии связи ядра представляет собой весьм важную проблему, которая экспериментально решается несравненно проще, нежели аналогичная задача определения полной энергии связи всех электронов электронной оболочки атома, В последнем случае необходимо определить все последовательные потенциалы ионизации, т. е., по сути дела, работы вырывания первого, второго, третьего и так далее, вплоть до последнего, электрона оболочки. [c.12] В качестве больших единиц применяется килоэлектронвольт (1 Кэв=Ю эв), мегаэлектронвольт (1 Мэв = 10 эв), а также гигаэлектронвольт (1 Гэв= 10 эв) (другие обозначения этой же величины ОеУ или ВеУ). Таким образом, 1 а.е.ж. эквивалентна 931,48 Мэе масса электрона эквивалентна 0,511 Мэе. [c.13] Удельная энергия связи во всех ядрах, за исключением нескольких наиболее легких, равна примерно 6—8 Мэе. Наибольшей удельной связи ( 8,7 Мэе) обладают ядра элементов, расположенных в периодической системе вблизи железа, т. е. с массовым числом, близким к 55. [c.14] У элементов, следующих за железом, удельная энергия связи постепенно уменьшается для элементов конца периодической системы она близка к 7,5 Мэе. [c.14] Атомное ядро также обладает своим внутренним моментом количества движения — спином /, который, подобно 5, может принимать целые или полуцелые кратные значения от й. [c.16] Существует ряд методов определения спина ядер. Ограничимся перечислением некоторых из них. [c.16] Замечательно, что спин ядра / равен нулю или целому числу (в единицах Й) для ядер с четным массовым числом А и полуце-лому для ядер с нечетным А. Ядра с четным А и четным 2, по-видимому, во всех случаях имеют спин, равный нулю. [c.16] Так как, согласно опытным данным, спин протона и нейтрона равен Уг (в единицах й), то из правила сложения спинов, с которым мы познакомились на примере суммирования спинов внешних электронов атома, указанное обстоятельство вытекает как вполне естественное следствие протонно-нейтронной модели строения атомных ядер (/ — целое, если число нуклонов в ядре четно, / — полуцелое, если это число нечетно). [c.16] Одновременно с этим измеренные значения спина ядер дают очень веский (и далеко не единственный) аргумент, исключающий модель ядра, составленного из электронов и протонов. На основании такой модели ядро должно было бы состоять из А протонов и (Л—Z) электронов, т. е. из (2Л—2) частиц с половинным спином. Тогда четность числа частиц определяется четностью порядкового номера ядра. Поэтому все ядра с нечетным 2 должны обладать полуцелым спином, все ядра с четным 2 — целым или нулевым спином. Этому утверждению противоречат данные эксперимента, которые говорят, например, что спин ядер Нь Ь1з, N7 равен 1 спин ядер Сс148, зСс148 равен и т. д. [c.16] Кроме собственного момента количества движения, атомные ядра обладают еще магнитным моментом. Для наглядности это -Можно представить как следствие вращения электрических частиц в ядре, которые создают элементарные круговые токи, эквивалентные маленьким магнитикам. [c.17] По аналогии в качестве единицы для магнитного момента ядер выбран так называемый ядерный магнетон, эрг1гаусс. [c.17] однако, заметить, что ядерные моменты не являются целыми и полуцелыми кратными ядерного магнетона. В качестве примера можно привести значения магнитного момента ядра Ыа, равного + 2,215 цяд (положительный знак момента означает, что его направление совпадает с направлением спина ядра, как того и следовало бы ожидать для вращающегося положительного заряда),протона (- 2,7928 (Ляд), нейтрона (—1,9103 хяд). [c.17] Значения измеренных до настоящего времени квадрупольных моментов находятся в пределах от —1,5 (а Ь, т. е. ядро сплющено в направлении оси спина) до-Ь 18-10 24 . 2 ( а Ь), Ядра со спином 1=0 или обладают сферически симметричным распределением положительного заряда. В частности, квадру-польные моменты всех четно-четных ядер (А и Е четные), состоящих из четного числа протонов и четного числа нейтронов, равны нулю, так же как их магнитные и механические (спиновые) моменты. При / 1 распределение заряда в ядре оказывается не столь правильным на поверхности ядра имеются области как повышенной, так и пониженной плотности заряда. [c.18] К вопросу о значении ядерных. л1оментов в химических исследованиях мы обратимся в последней главе книги. [c.18] При изучении вопроса о распространении изотопов в окружающем нас мире необходимо не только идентифицировать изотопы различных элементов по массам, но также определить их относительное содержание в естественной изотопной смеси. [c.19] Если принять для обычной речной воды относительное содержание дейтерия равным [D] i H]=tl 6000 и [ 0] [ Ю] [ 0]= = 1 0,2 500, то дейтерий вносит в нее избыточную плотность в 19,4 у, а тяжелый кислород 244 у, из которых 222 у за счет и 22у за счет О. [c.20] Вернуться к основной статье