Energija vezanja jezgre Masa jezgre je manja od

Energija vezanja jezgre Masa jezgre je manja od ukupne mase nukleona od kojih je izgrađena. Masa jezgre ? defekt mase (maseni manjak) Energija vezanja jezgre

Masa po jednom nukleonu u jezgri zove se srednja nukleonska masa ( m ) Srednja nukleonska masa je najveća za jezgru vodika 1 H, a najmanja za jezgru željeza 56 Fe.

Defekt mase: m = Zmp + Nmn – mj Oslobođena energija: E = mc 2 To je energija koju moramo utroši pri rastavljanju jezgre na slobodne nukleone. Odnosno, to je energija vezanja jezgre: Energija vezanja po nukleonu : E = mc 2

Srednja energija vezanja za srednje teške jezgre oko 8, 5 Me. V Nuklearna fisija Srednja energija vezanja oko 7 Me. V Nuklearna fuzija Energija vezanja po nukleonu je najmanja za jezgru vodika 1 H, a najveća za jezgru željeza 56 Fe.

Što je jezgra stabilnija, nuklearna energija vezanja je veća. Nuklearna energija vezanja po nukleonu brzo raste u području lakih elemenata i sve do tvari koje imaju atomsku masu oko 60, gdje iznosi oko 9 Me. V. Nakon toga dolazi do pada vrijednosti, da bi za uran bila oko 7 Me. V. Naglasimo, što je energija vezanja po nukleonu veća, jezgra je stabilnija. Dakle, najstabilnija jezgra je izotop željeza 56 Fe. Iz grafa je vidljivo da najveću stabilnost nalazimo kod jezgri iz sredine periodnog sustava. Zaključimo: defekt mase znatno je veći pri fuziji nego pri fisiji, zato je i energija oslobađanja pri fuziji mnogo veća od one oslobođene fisijom.

Primjer: Izračunajmo energiju vezanja po nukleonu za jezgru atoma bakra . Rješenje: Z = 29 A = 63 N = 34 mp = 1, 00728. u mn = 1, 00866 u mj = m m = Zmp + Nmn – mj = 29 1, 00728 u + 34 1, 00866 u - 62, 91366 u = 0, 59190 u E = mc 2 = 0, 59190 uc 2 = 0, 59190 931, 5 Me. V E = 551, 4 Me. V = 62, 91366 u E 1 = ? E 1 = 8, 8 Me. V

Zadatak 1: Defekt mase jezgre 16 O je 2, 4· 10 -28 kg. Kolika je energija potrebna za oslobađanje jednog nukleona iz jezgre? Rješenje: m = 2, 4 10 -28 kg A = 16 E 1 = ? E = mc 2 E 1 = 1, 35 10 -12 J = 8, 4 Me. V

Zadatak 2: Ako je masa jezgre litija 7 Li za 0, 042 u manja od zbroja masa slobodnih nukleona koji je čine, kolika je energija vezanja po nukleonu za litij? Rješenje: m = 0, 042 u A = 7 E 1 = ? E = mc 2 E 1 = 5, 6 Me. V

Zadatak 3: Koliko je energije potrebno uložiti da se iz ugljikova izotopa 13 C dobije njegov drugi izotop 12 C? m. C 13 = 13, 00006 u, m. C 12 = 11, 99670 u, mn = 1, 00867 u. Rješenje: E = mc 2 E = (m. C 12 + mn – m. C 13)c 2 = (11, 99670 u + 1, 00867 u – 13, 00006 u)c 2 = 0, 00531 uc 2 = 0, 00531 931, 5 Me. V E = 4, 9 Me. V

Zadatak 4: Kolika je najmanja energija potrebna za razdvajanje svih jezgara jednog grama helija na slobodne nukleone? mp = 1, 00728 u, mn = 1, 00866 u, m. He 4 = 4, 00150 u, NA = 6, 022 1023 mol-1. Rješenje: m=1 g M = 4 g mol-1 Z=2 A=4 E=? E = N mc 2 E = 4, 26 1024 Me. V = 6, 8 1011 J m = Zmp + Nmn – mj

Zadatak 5: Izračunajte energiju vezanja neutrona u jezgri 14 N ako u njoj energija vezanja po nukleonu iznosi 7, 48 Me. V, a u jezgri 13 N 7, 24 Me. V. Rješenje: E = E 14 – E 13 E = 10, 6 Me. V