Нуклеарна енергија везања

С Википедије, слободне енциклопедије
Нуклеарна енергија везања по нуклеону за неке изотопе.

Нуклеарна енергија везања је енергија која држи нуклеоне (протоне и неутроне) на окупу у атомском језгру. Та енергија има различите вредности за различита језгра, а расте с порастом атомског броја (З). Због такве разлике у енергији везања, нека су језгра нестабилна и распадају се, претварајући се у друга, стабилнија језгра. Учесталост распада је повезана са временом полураспада, које се одређује као време које је потребно да се распадне половина језгара неког узорка. Време полураспада различитих језгара може имати вредности од делића секунде па све до неколико милијарди година.[1]

Међу протонима, као позитивно наелектрисаним честицама, влада одбојна електромагнетна сила, док измеу протона и неутраона (као ненаелектрисаних честица) нема електромагнетне интеракције. Сила која држи нуклеоне у језгру на окупу је резидуална јака нуклеарна сила. Нуклеарна енергија везивања одговара раду који је потребно уложити да би се језгро раставило на нуклеоне.

Дефект масе[уреди | уреди извор]

Мерења атомских маса атомских језгри помоћу масеног спектрографа, показала су да је маса сваког атомског језгра увек мања од збира маса његових слободних нуклеона (протона и неутрон), од којих је састављена. Разлика између збира маса протона и неутрона, који граде неко атомско језгро, и саме масе тог атомског језгра, назива се дефект масе. С обзиром на Ајнштајнову еквивалентност масе и енергије (E = m · c2), произлази да се при стварању неке атомске масе, један део масе претворио у енергију, и то у нуклеарну енергију везивања.[2]

Нуклеарна енергија везања по нуклеону[уреди | уреди извор]

Ако се вредност нуклеарне енергије везања подели с бројем нуклеона у атомском језгру, добија се нуклеарна енергија везања по нуклеону или специфична нуклеарна енергија везања. Тако на пример она за неон-20 износи 8,031 MeV, док за олово-208 је 7,865 MeV. Иако су ова два хемијска елемента на различитим странама периодног система елемената, нуклеарна енергија везања по нуклеону им је готово једнака.

Нуклеарна енергија везања по нуклеону брзо расте у подручју лаких елемената и све до материја које имају атомску масу око 60, где износи око 9 MeV. Након тога долази до пада вредности, да би за уранијум била око 7 MeV. Између атомских маса 1 и 20 примећује се изломљеност кривуље, с оштрим прелазима између најмањих и највећих вредности. Најмање вредности у том подручју имају литијум-6 и бор-10, јер садрже непаран број протона и неутрона. Највеће вредности у том подручју имају хелијум-4, угљеник-12 и кисеоник-16, који имају паран број нуклеона. Можемо закључити да стабилност атомског језгра зависи и од тога да ли има паран или непаран број нуклеона. Видљиво је да међу лаким атомским језгрима, атомско језгро хелијума-4 (алфа-честица) има највећу нуклеарну енергију везања по нуклеону, па можемо закључити да алфа-честице имају врло стабилно атомско језгро.[3]

Осим тога, видљиво је да највећу вредност нуклеарне енергије везања по нуклеону имају атомска језгра с атомском масом од 40 до 100. Код њих енергија везања износи око 8,7 MeV.

Најјаче нуклеарне енергије везања по нуклеону[4]
Атомско језгро P N Defekt mase Ukupna masa Ukupna masa / nukleon Nuklearna energija vezanja / nukleon Nuklearna energija vezanja Energija vezanja Energija vezanja / nukleon
56Fe 26 30 -60,6054 MeV 55,934937 u 0,9988382 у 9,1538 MeV 0,528479 u 492,275 MeV 8,7906 MeV
58Фе 26 32 -62,1534 MeV 57,933276 u 0,9988496 u 9,1432 MeV 0,547471 u 509,966 MeV 8,7925 MeV
60Ни 28 32 -64,4721 MeV 59,930786 u 0,9988464 u 9,1462 MeV 0,565612 u 526,864 MeV 8,7811 MeV
62Ни 28 34 -66,7461 MeV 61,928345 u 0,9988443 u 9,1481 MeV 0,585383 u 545,281 MeV 8,7948 MeV
Нуклеарна енергија везања по нуклеону за неке лаке елементе
Атомско језгро P N Дефект масе Укупна маса Укупна маса / нуклеон Нуклеарна енергија везања / нуклеон Нуклеарна енергија везања Енергија везања Енергија везања / нуклеон
n 0 1 8,0716 MeV 1,008665 u 1,008665 u 0,0000 MeV 0 у 0 MeV 0 MeV
1Х 1 0 7,2890 МеВ 1,007825 u 1,007825 u 0,7826 MeV 0,0000000146 u 0,0000136 MeV 13,6 eV
2Х 1 1 13,13572 MeV 2,014102 u 1,007051 u 1,50346 MeV 0,002388 u 2,22452 MeV 1,11226 MeV
3Х 1 2 14,9498 МеВ 3,016049 у 1,005350 у 3,08815 МеВ 0,0091058 у 8,4820 MeV 2,8273 MeV
3Хе 2 1 14,9312 MeV 3,016029 u 1,005343 u 3,09433 MeV 0,0082857 u 7,7181 MeV 2,5727 MeV

За атомска језгра које имају атомску масу већу од 100, нуклеарна енергија везања по нуклеону помало опада, тако да при крају уранијум-238 има вредност око 7,5 МеВ.

Извори[уреди | уреди извор]

  1. ^ [1] Архивирано на сајту Wayback Machine (5. јул 2010) "Ионизирајуће зрачење у биосфери", Миле Џелалија, Кемијско-технолошки факултет, Свеучилиште у Сплиту, 2011.
  2. ^ [2] Архивирано на сајту Wayback Machine (5. фебруар 2017) "4.1 FIZIKA NEK-a - Fisija", Nuklearna elektrana Krško, e-škola, 2011.
  3. ^ [3][мртва веза] "Uvod u nuklearnu energetiku", Prof. dr. sc. Danilo Feretić, 2011.
  4. ^ Jagdish K. Tuli: "Nuclear Wallet Cards, 7th edition", 2005, Brookhaven National Laboratory, US National Nuclear Data Center

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Nuklearna energija vezanja на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Nuklearna_energija_vezanja&oldid=26775299”