ATOMSKO JEDRO SESTAV MASA IN VELIKOST Poskusi so

ATOMSKO JEDRO SESTAV, MASA IN VELIKOST

Poskusi so pokazali, da je polmer atomskega jedra odvisen od masnega števila A, to je od števila nukleonov in ga izračunamo po enačbi: kjer je r 0=1, 1. 10 -15 m. Jedro je sestavljeno torej iz nukleonov – to so protoni in nevtroni. Masa nukleonov je približno 1 u (atomska masna enota). Masa jedra predstavlja približno 99, 95% celotne mase atoma: -Proton je pozitivno nabit (e 0=1, 6. 10 -19 As); m =1, 00729 u -Nevtron nima el. naboja; m = 1, 00867 u; u = 1, 66. 10 -27 kg Z - vrstno številu atoma (število protonov v jedru) N - število nevtronov v jedru izračunamo kot razliko: N = A - Z Masno število jedra A (število nukleonov) je na celo število zaokrožena relativna atomska masa atoma. Vrstno število jedra Z pa je zaporedna številka elementa v p. s.

Atom ima lahko več izotopov. IZOTOPI so atomi (jedra) istega elementa, ki se razlikujejo po masi. Vzrok za to je različno število nevtronov v jedru (ker gre za isti element imajo atomi enako vrstno število, masno število je seveda različno). Jedrska snov je v vseh jedrih približno enako gosta. PRIMER: Železo: m = 55, 9 u = 9, 28. 10 -26 kg (A = 56) r = 4, 2. 10 -15 m V = 3, 1. 10 -43 m 3 = 3, 0. 1017 kg/m 3

MASA SESTAVNIH DELOV IN MASA CELOTNEGA JEDRA Jedro sestavljeno iz protonov in nevtronov. Pričakovali bi, da bo masa kar enaka vsoti mas sestavnih delov. Izkaže pa se, da je masa jedra manjša. Razlika je povezana z energijo, ki jo sistem nukleonov odda, ko se spoji v atomsko jedro. PRIMER: Devteron (jedro težkega vodika ali devterija) sestavlja proton in nevtron. mp = 1, 0073 u mn = 1, 0087 u md = 2, 0136 u Razlika med skupno maso protona in nevtrona ter maso devterona je 0, 0024 u. To razliko imenujemo masni defekt jedra.

MASNI DEFEKT m je primankljaj mase, ki ga ugotovimo, če od mase sestavnih delov jedra odštejemo maso gotovega jedra. Predpostavimo, da se pri sestavljanju del mase pretvori v energijo, ki se sprosti (vezavna energija). VEZAVNA ENERGIJA jedra je energija, ki se sprosti pri sestavljanju jedra iz sestavnih delov. Ali: Vezavna energija je energija, ki jo moramo dovesti, če hočemo jedro razstaviti na sestavne dele (nukleone). Izračunamo jo tako, da masni defekt jedra v atomskih masnih enotah pomnožimo z 931 Me. V (kar je energijski ekvivalent za 1 u). uc 2 predstavlja lastno energijo atomske mase in znaša 931 Me. V. PRIMER m = 0, 0024 u W = m c 2 = 0, 0024 uc 2 = 0, 0024 · 931 Me. V = 2, 23 Me. V (vezavna energija)

SPECIFIČNA VEZAVNA ENERGIJA jedra je energija preračunana na en nukleon. Srednje težka jedra (A=60) imajo specifično vezavno energijo okoli 8, 5 Me. V/nukleon, težka in lahka jedra imajo manjšo specifično vezavno energijo (med lahkimi odstopajo helij, ogljik, kisik). Specifična vezavna energija je eden od kriterijev za določanje stabilnosti jeder. Večja s. v. e. pomeni večjo stabilnost.