Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Атом құрылымы заттардың негізгі құрылымдық блогы - бұл атом.

Атом - оң, электронды, химиялық, химиялық бөлінбейтін бөлшек, оң зарядталған өзектен және теріс зарядталған электронды қабықтан тұрады.
Электрондық қабық - ядро ​​айналасында электрондарды топтастырудың тіркесімі.
Электр - Бейбітшіліктің массасы және қарапайым теріс зарядталған заттардың бір элементтік бөлшектерінің бірі.

Олар бейбітшіліктің массасы туралы сөйлескен кезде, содан кейін бөлшек демалып, көп жағдайда болуы мүмкін. Жеңіл бөлшектер сияқты демалуға болмайтын бөлшектер бар - Фотондар. Бұл жағдайда олар фотонның демалудың массасы жоқ дейді.

Электронды заряд элементі қарапайым деп аталады, өйткені бұл табиғатта ең аз теріс заряд. Осы себепті, электронды заряд бойынша шартты түрде -1-ге тең қабылданады.

Атомдық ядро - Орталық, оң зарядталған, ядролық күштер өзара байланысты яминондардан тұратын атомның күрделі бөлігі.
Нуклеондар - бөлшектердің, протондар мен нейтрондардың екі түрінің жалпы атауы.

Атом физикасы тұрғысынан протон және нейтрон - сол бөлшектердің - нуклонның екі күйі.

Яклон - екі күйде, протон және нейтронда болуы мүмкін атом ядросының құрылымдық блогы.

Нуклондар (протондар мен нейтрондар) тұрады кварк .

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.
Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.
Кесте. Кейбір субартомдық бөлшектердің негізгі сипаттамалары
Кесте. Кейбір субартомдық бөлшектердің негізгі сипаттамалары
Atom ядросы заряды Мерзімді жүйеде (Z) элементтің атомдық нөміріне (реттік нөмір) сәйкес келеді.
Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Ядроның заряды протондар санымен анықталады , демек:

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Қалай Атом - электрондық бөлшек , содан кейін:

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Жаппай сан (нуклеон) - осы атомның ядросындағы протондар мен нейтрондар санының сомасы.

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Егер масса нөмірі тағайындау жағдайында көрсетілмесе, оны D.i кестесінен алуға болады. Менделеев, бүкіл өлшемге дөңгелектеу Салыстырмалы атом салмағы .

Не туралы Салыстырмалы атом массасы Біз сәл кейінірек сөйлесеміз. Бұл туралы қайрай алмаған кезде. Оны кестесінде қайдан табуға болады. Менделеев төмендегі суретте көрсетілген.

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Ядродағы нейтрондар санын есептеу үшін формула қолданылады:

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Бөлшектердің сипаттамалары үшін (протон, нейтрон, атом) келесі жазбаны қолданыңыз:

X - бөлшектердің белгісі. A - масса (нуклеон нөмірі). Заряд
X - бөлшектердің белгісі. A - масса (нуклеон нөмірі). Заряд

Хлор атомының құрамын анықтаңыз. Кестедегі хлордың тізбегі саны Д.И. Мен Менделеева 17 жаста, сондықтан хлор атомының заряды +17. Егер ядро ​​зарядында +17 болса, онда хлор атомының ядросында 17 протон және электрон электрон қабығында.

Хлор атомының өзегіндегі нейтрондар санын анықтау, хлордың салыстырмалы атомдық массасының барлық мәніне дөңгелектелген, бұл көрсеткіш 36-ға тең, яғни, ядролардың 36 корпусында, 17 Олардың ішінде протондар, содан кейін нейтрондар саны - 36-17 = 19.

Қысқаша, мұны келесідей жазуға болады:

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Атомдар бір-бірінен радиуста, масса, ядро ​​заряды, электрондар саны және басқа да параметрлер бар. Атомның ядросының зарядтауы - ең маңызды сипаттама. Сондықтан барлық атомдарды ядроларына жауапты топтарға бөлуге болады (жіктеледі). Мұндай реферат топтары химиялық элементтер деп аталады.

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.
Химиялық элемент - ятомдарды, ядроның белгілі бір зарядымен қарау.

Химиялық элемент - химия ғылымының орталық тұжырымдамаларының бірі.

Швеция химигі ұсынысы бойынша Дж. Burtsellius химиялық элементтері бастапқы немесе бастапқы және латын атауының кейінгі элементтерінің бірін білдіреді (1813 г).

Латадағы сутегі. HЕРДОНИМ ( H). Меркурий латқа. Hөн gyrum ( Hg. ) Бұл хаттар туралы хабарландыру химиялық белгілер немесе химиялық белгілер деп аталады.

Жеке атомның сипаты оған сәйкес келетін химиялық элементтің символымен сәйкес келеді. Мысалы, S таңбасы күкірттің химиялық элементін немесе осы элементтің бір атомын білдіреді.

Егер сіз оны көрсетпеуіңіз керек болса, бірақ бірнеше атомдар, содан кейін элементтер символының алдында тиісті санды қосты - коэффициент . 5S - күкірт элементінің бес атомдары.

Химиялық элементтердің белгілері мен орысша атаулары Д.И.Менделеев кестесінен табуға болады.

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Бірдей химиялық элементтің ядросы бірдей зарядталғанына қарамастан, олар әр түрлі нейтрондардың әр түрлі санына байланысты бір-бірінен массивті (ядролон) нөмірімен ерекшеленуі мүмкін. Бір химиялық элементті ядролар атомдарының мұндай сорттары изотоптар деп аталады.

Изотоптар - бірдей зарядпен ядролар, бірақ басқа да жаппай сан, яғни әр түрлі нейтрондарда.

Ескерту изотоптардың термині тек көпше түрінде қолданылуы керек екенін ескеріңіз. Сингуляр сөйлеуі керек - Нуклид . Не болды Нуклидтер Сіз біраз уақыттан кейін үйренесіз.

Мысалы, сутегі химиялық элементі (H) - бұл 1 және 2-ге тең массасы бар атомдардың қоспасы, бұл сутегі изотоптары - Егжей (H) және дейтерий (D). №3 массивті санмен сутегі нуклиді табиғатта жоқ, өйткені оның өзегі өте тұрақсыз және өте тез жүретін ядролық ыдырауда, бұл деп аталады тритий (T).

Жоғарыда сипатталған ережелерді қолдана отырып, сутегі изотоптарының құрамын жазамыз.

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Біз изотоптардың жаппай сандармен, сондай-ақ өзегіндегі нейтрондар санымен ерекшеленетініне көз жеткіздік. Изотоптардың зарядтық ядролары бірдей, өйткені олар бір химиялық элементтен тұрады.

Жер қыртысындағы изотоптардың мазмұны олардың әр түрлі тұрақтылығына байланысты әр түрлі. Неғұрлым тұрақты изотоп, оның құрамы соғұрлым жоғары.

X элементі изотоптарының мазмұнын бағалануы мүмкін Ғибадат немесе Молел акциялары .

Бөлу - тараптың жалпыға қатынасы.
Массалық бөлшек (W немесе W%) - жүйенің массасының бүкіл жүйенің массасына қатынасы.

Кейінірек бізде мойнының үлесі туралы сөйлесеміз.

Бос үлес - бұл өлшемсіз, ол құрылғының немесе пайыздың фракцияларында көрсетілген. Формулалар бұқаралық бөлікті есептеу үшін қолданылады:

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.
Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

Сутегі элементінің изотоптық құрамына келесі схема ұсынылуы мүмкін:

Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат. Химиялық элемент.

«Атомның құрылымы туралы негізгі ақпарат» бойынша тапсырмалар

  • Кейбір элементтердің атомының ядросында 16 нейтрон бар, ал осы атомның электрон қабығы - 15 электрон. Изотопы берілген атом екенін атаңыз. Ядро және жаппай санның зарядымен оның символының жазбасын жасаңыз.
  • Кейбір элементтердің атомының массасы - атомның электрон жабындысындағы 181, 73 электрондар. Атомның ядросындағы протондар мен нейтрондар санын және элементтің атын көрсетіңіз.
  • Цирконий атомында протондар, нейтрондар мен электрондардың санын көрсетіңіз.
  • YTTRIUM атомында протондар, нейтрондар мен электрондардың санын көрсетіңіз.
  • Үндістанның атомында протондар, нейтрондар мен электрондардың санын көрсетіңіз.
  • Кадмий атомында протондар, нейтрондар мен электрондардың санын көрсетіңіз.
  • 37Cl атомының ядросы қанша нейтрондардан тұрады?
  • Қанша нейтрон 18o атомының ядросында?
  • 30si атомының ядросын қанша нейтрондардан тұрады?
  • Қанша нейтрон 19ф атомының ядросында қанша?

Атомдық ядро ​​физикасы

Радиоактивтілік. Альфа ыдырауы. Бета ыдырауы. Гамма сәулесі

Радиоактоция - Кейбір атом ядроларының әр түрлі радиоактивті шығарындылардың шығарылуымен өздігінен басқа ядроларға айналады.

Радиоактивтіліктің түрлері:

  • Табиғи радиоактивтілік - бұл табиғатта тұрақсыз изотоптарда байқалатын радиоактивтілік, ол менделеев кестесінде 83-тен астам жерде сериялық нөмірі бар радиоактивтілік;
  • Жасанды радиоактивтілік - Бұл зертханалық жағдайда ядролық реакциялармен алынған изотоптарда байқалған радиоактивтілік.

Табиғи радиоактивтілік құбылысы 1896 жылы француз физикесімен ашылды. Уран тұздары бар тәжірибелер жүргізу, ол қағаз, ағаш, металл тақтайлардан өтетін белгісіз сипаттағы сәулелерін шығаратынын байқады, олар ауаның өткізгіштігінен өтеді.

Осы химиялық элементтің радиоактивтілігі химиялық элементтің таза болуына немесе қандай-да бір химиялық қосылыстың құрамына енбейді. Радиоактивтілік сыртқы жағдайларға байланысты емес: температура, жарықтандыру, қысым. Бұл дегеніміз, радиоактивтілік радиоактивті элемент атомдарының ішкі қасиеті екенін білдіреді.

Радиоактивті радиация түрлері

Радиоактивті заттардың радиациясы күрделі және радиацияның үш түріден тұрады. Егер радиоактивті радиация электрлік және магнит өрісінен өтсе, онда ол үш бөлікке бөлінеді, олардың екеуі қарама-қарсы жақтарға бөлінеді, ал үшінші жағы ауытқылмайды.

  • \ (\ Альфа \) - Шығару - гелий атомдарының ядросы \ ({} ^ 4_2He \) 10 жылдамдықпен қозғалады 7м / с, оң зарядты тасымалдайды;
  • \ (\ бета \) - Шығару - бұл жарық жылдамдығына, теріс зарядтарға жақын жылдамдықпен қозғалатын жылдам электрондар ағыны;
  • \ (\ гамма \) - Шығару - бұл толқын ұзындығы бар электромагниттік сәуле -12 М, заряд жоқ.

Бөлшектердің энергиясы бірдей, әр түрлі радиация түрлері затпен белсенді емес.

Ену тереңдігінің күшті иондау әрекеті арқасында \ (\ Альфа \) - Қатты заттар әдетте өте кішкентай. \ (\ бета \) -Сазалар заттың атомдарымен тиімді қарым-қатынас жасайды, сондықтан олардың ену қабілеті одан да көп \ (\ Альфа \) - тараптар. \ (\ гамма \) -Квианттар атомдардың электронды қабығымен араласады және ең үлкен еншілес қабілеті бар. Отты қорғау үшін. \ (\ гамма \) - Шығару бірнеше ондаған сантиметр немесе тіпті метрлік қабатпен қорғайтын қабырғалар мен қабықтарды қажет етеді.

Радиоактивті ыдырау - Радиоактивті зат атомдарының стендтік ыдырауы, нәтижесінде кейбір химиялық элементтердің ядросы басқа химиялық элементтердің өзегіне айналады.

Эмиссиямен бірге жүретін атомдық иістерді өзгерту \ (\ Альфа \) - И. \ (\ бета \) Бөлбілер сәйкесінше деп аталады \ (\ Альфа \) - И. \ (\ бета \) -Spad. Термин » \ (\ гамма \) -RESPAD »жоқ, өйткені \ (\ Альфа \) - И. \ (\ бета \) -Spad of γ-сәулеленумен бірге жүреді.

Дезинтерриялық өзек ана өзегі, Y ыдырау өнімінің өзегі деп аталады - еншілес компания.

Радиоактивті ығысу ережелері

Бұл осы анатеральдық ядро ​​ыдысының нәтижесінде қандай өзек туындау ережелері.

Егер радиоактивті қайта құру шығарылған болса \ (\ Альфа \) - Тараптар, содан кейін осындай түрлендіру нәтижесінде Менделеев үстелінде орналасқан элементтің өзегі бастапқы ядролардан ертерек, гелий атомының ядросына қарағанда ертерек қалыптасты \ ({} ^ 4_2He \) (Немесе \ (\ Альфа \) -Бөлшек):

Егер радиоактивті қайта құру шығарылған болса \ (\ бета \) - Тарификулалар, содан кейін осындай қайта құру нәтижесінде Менделеев кестесінде орналасқан элементтің өзегі құрылады:

- Ply \ (\ бета ^ - \) Алғашқыдан кейінгі келесі ядродан кейін жасуша және электронды және антинутрино (заряд жоқ, ал қалған бөлігі нөлге ие емес):

- Ply \ (\ beta ^ + \) Алдыңғы көздің негізгі негізіндегі плюс позитрон мен нейтррондар (заряд жоқ және салмағы жоқ бөлшек):

\ (\ гамма \) - шығарылумен бірге \ (\ Альфа \) - И. \ (\ бета \) - атомдар, сонымен қатар ядролық реакциялар, бөлшектерді тежеу, олардың ыдырауы және т.б.

\ (\ гамма \) - шығарылған еншілес компания шығарады, ол құрылған кезде қозған жағдайда, содан кейін түсіндірілмеген мемлекетке түседі.

Спектр \ (\ гамма \) - Шығару - бұл құрам.

Радиоактивті радиацияның биологиялық әсері

Сәулеленген заттар \ (\ Альфа \) - с \ (\ бета \) - с \ (\ гамма \) -Оминдерлер заттың атомдарының қозуы немесе ионизациясы болып табылады. Бұл жағдайда бөлшектердің өздері баяулады, ол рентген сәулеленуімен бірге жүреді. Сонымен қатар, бөлшектер субстанцияның эластикалық немесе қолайсыз немесе қолайсыз болуы мүмкін. Мұның бәрі сәулелендірілген зат қасиеттерінің өзгеруіне және тірі организмдерге теріс әсер етуі мүмкін. Денеге сәулеленудің зиянды әсері еркін химиялық радикалдардың пайда болуымен байланысты, олар ұрпақтарға әсер ете алатын, ұрпақтарға әсер ете алатын, радиалды ауруға және қатерлі ісіктердің қалыптасуымен байланысты.

Сыртқы радиоактивті әсерден қорғау әдістері:

  • үлкен қашықтыққа радиациялық көзден шығару;
  • ластанған жер учаскесінде немесе радиоактивті көздерде болу уақытын шектеу;
  • Материалдардан радиоактивті көздерден жасалған қоршаулар, радиоактивті радиацияны тиімді сіңіреді (графит, қорғасын, кадмий, бор).

Ішкі радиоактивті сәулеленуден қорғау әдістері:

  • Досиметриялық ауаны басқару, жақын жерде жауын-шашын;
  • Дозиметриялық тағамды басқару;
  • Заттарды пайдалану радиоактивті шығарындылардың денеге әсерін әлсіретеді.

Дозиметрия сіңірілген және оған теңестірілген дозаны ажыратады.

Сіңірілген доза заттың массасы бірлігімен сіңірілген радиоактивті радиацияның энергиясына тең.

Белгілеу - \ (D \) , Si - сұр (GR) -ден өлшеу бірлігі.

қайда \ (E \) - радиациялық энергия; \ (M \) - Жаппай зат.

Денеге биологиялық әсердің сипаттамалары үшін радиациялық сапа коэффициенті қолданылады \ ((k) \) Немесе салыстырмалы биологиялық белсенділік коэффициенті.

\ (k \) = 1 үшін \ (\ гамма \) -Kvanta, \ (k \) Жылу нейтрондары үшін 3, \ (k \) = 10 шамы 0,5 МЭВ нейтрондар үшін 10.

Балама доза Бұл радиациялық сапа коэффициентінің және сіңірілген дозаның өніміне тең.

Белгілеу - \ (H \) , SI - зорлық-зайыптылардағы өлшеу бірлігі (SV).

1 Зорлық-зиыр - бұл теңгерім, дозасы 1 C болатын балама доза, 1 c болып табылады.

Табиғи фонда бір жыл ішінде 2 МВт.

Максималды рұқсат етілген дозасы жылдағы 5 МВт құрайды.

Дозада 0,5 сфы, дененің жедел сәулелену қаупі пайда болады.

3-5 кезеңнің дозасында - өлімге әкелетін нәтиже.

Адамның орташа өмір сүру ұзақтығы үшін сәулеленудің рұқсат етілген дозасы (70 жыл) Жұлдыздың 0,35-ін құрайды.

Радиоактивті ыдырау заңы

Егер бірдей радиоактивті ядролар саны болса, олардың әрқайсысының ыдырау ықтималдығы кез-келген уақытта бірдей. Кез-келген ядроның радиоактивті ыдырауы кездейсоқ процесс, сондықтан оның ыдырау сәтін болжау мүмкін емес.

Алайда, заттың үлгісіндегі бөлшектердің көп бөлігі үшін радиоактивті ыдыраудың статистикалық заңы жүзеге асырылады.

Радиоактивті ыдырау заңы: Табиғи радиоактивті ыдырайтын ядролық ядролардың атом ядроларының саны уақыт өте келе төмендеді.

Жартылай ыдырау мерзімі - Бұл ыдырауға қабілетті ядролардың жартысына жуығы.

Бастапқыда \ (t \) = 0, атом ядроларының саны \ (N_0 \) .

Біраз уақыттан кейін жартылай шығарылу кезеңіне тең \ (T = t_ {1/2} \) , Атом ядроларының саны \ (N = \ frac {n_0} {2} \) .

Біраз уақыт өткеннен кейін екі жартылай \ (t = 2T_ {1/2} \) , атом ядроларының саны \ (N = \ frac {n_0} {4} = \ \ \ frac {n_0} {2 ^ 2} \) .

Біраз уақыттан кейін \ (n \) Пениографиялық кезеңдер \ (t = nt_ {1/2} \) , Атом ядроларының саны \ (N = \ frac {n_0} {2 ^ n} \) .

қайда \ (N \) - уақыт уақытындағы атом ядроларының саны \ (t \) ; \ (N_0 \) - атом ядроларының бастапқы саны; \ ({1/2} \) - Жартылай ыдырау мерзімі.

Суреттегі деңгейде жарты өмірде радиоактивті ядро ​​(әрекет) екі рет азаятын уақытқа сәйкес келеді.

Нуклонның ядро ​​моделі. Иық ядросы. Жаппай ядро

Бастапқы бөлшектер:

  • боулон Белгілеу - \ (P \) Шабуылға ұмтылу \ (Q_p \) = 1.6 · 10 -nineteen Cl, масса \ (M_p \) = 1.67 · 10 -27 кг.
  • нейтрон Белгілеу - \ (n \) , Ақысыз, масса жоқ \ (M_n \) = 1.66 · 10 -27 кг.
  • электр Белгілеу - \ (E \) Шабуылға ұмтылу \ (Q_e \) = -1,6 · 10 -nineteen Cl, масса \ (M_e \) = 9.1 · 10 -31 кг.

Яклон - Бұл атом ядросының бөлігі болып табылатын бөлшек.

Кез-келген химиялық элементтің атомдық өзегі протондар мен нейтрондардан тұрады.

Жаппай сан - Бұл ядродағы протондар мен нейтрондар санын анықтайтын және А.Ю.Меда атом ядросының массасының барлық мәніне бірдей дөңгеленген сан.

Белгілеу - \ (A \) , Өлшем бірлігі - 1 атомдық масса бірлігі (A.E.m.).

Ядрондағы протондар мен нейтрондар мөлшеріне тең масса саны:

қайда \ (A \) - масса нөмірі; \ (Z \) - өзектегі протондар саны; \ (N \) - ядродағы нейтрондар саны.

Төлем нөмірі - Бұл ядродағы протондар санын көрсететін сан.

Ақылы нөмір элементтік электр зарядтарында көрсетілген ядродағы протондар алымдарының сомасына тең.

Элементтік электр заряды электронды зарядқа тең:

\ (Z \) - Менделеевтің мерзімді кестесіндегі химиялық элементтің реттік нөмірі.

Егер кейбір химиялық элемент белгіленсе \ ({} ^ A_zx \) , Бұл оның өзегінде \ (Z \) - протондар I. \ (N = a-z \) - нейтрон.

Атомдардың массасын өлшеу барлық химиялық элементтердің изотоптары бар екенін көрсетті.

Изотоптар - Бұл бірдей химиялық элементтің протондары бар атомдары, бірақ ядрондағы нейтрондар санында ерекшеленеді.

Изотоптар бар:

  • Сол атомдық нөмір \ (Z \) (Протондардың бірдей саны);
  • Әр түрлі жаппай сандар \ (A \) (Әр түрлі нуклондар);
  • электронды снарядтардың бірдей құрылымы;
  • Химиялық қасиеттерді жабыңыз.

Изотоптар:

  • Ат қора - бұл ұзақ уақыт бойы өз еркімен сақталған изотоптар;
  • Радиоактивті - Бұл уақыт өте келе басқа элементтердің өзегіне айналатын изотоптар.

Сутегі изотоптары: Сутектің екі тұрақты изотоптары бар - сутегі \ ({} ^ 1_1H \) , Еутерлік \ ({} ^ 2_1h \) Және бір радиоактивті изотоп тритийі \ ({} ^ 3_1H \) .

Ядролық ядролардың байланыстырушы энергиясы. Атомдық энергия

Ядро - ядролық күштердің нуклондары арасындағы табиғаттың ең қуатты күштері бар.

Атомдық энергия - Бұл атом өзегіндегі протондар мен нейтрондармен байланыстыратын тарту күштері және тұрақты ядролардың барын қамтамасыз ету.

Ядролық күштердің қасиеттері:

  • тартымды күштер;
  • қысқа қашықтықта (төмен қашықтықта әрекет етеді, 2 · 10-дан аспайды -фева м; Осы қашықтықта атом энергетикасы шамамен 100 есе көп);
  • тәуелсіз тәуелсіздіктің мүлкіне ие болу (екі протон, екі нейтрон, екі нейтрондар мен протон мен нейтрондар арасында әрекет ететін ядролық күштер);
  • қанықтыру қасиеті бар (әр ядролар) (әрбір ядролар тек оған ең жақын нуклондармен, және барлық нуклондар нуклондарымен араласады);
  • Орталық емес (әрекеттесетін якролондар орталықтарын байланыстырмаңыз).

Ядро массасы электр және магнит өрістері бар әр түрлі нақты зарядтары бар зарядталған бөлшектерді бөлісетін масс-спектрорларды қолдану арқылы анықтауға болады.

Эксперименттік жол ашылған күштердің әсерінен, ядросының массасы әрдайым осы ядро ​​құрамына кіретін протондар мен нейтрондардың массаларының санынан аз болып табылады:

қайда \ (M \) - өзектің массасы.

Ақаулық массасы. - Бұл нуклондар мен ядролардың якролондарының массаларының үлгісіндегі айырмашылықтардың айырмашылығына тең,

қайда \ (\ Delta m \) - Ақаулық массалар.

Атом атомдарының ядролық күштерінің арқасында үлкен коммуникациялық энергияға ие.

Байланыс энергиясы - Бұл ядроны өз ядросының құрамдас бөліктеріне немесе жеке нуклеттерден қалыптастыру кезінде бөлінген энергияны бөлуді қымбаттайтын энергия қажет энергия.

қайда \ (\ Delta e_ {{sv} \) - байланыс энергиясы \ (C \) - жарық жылдамдығы.

Егер коммуникацияның энергиясы формуласында протон мен нейтрон массасы килограммен көрсетілген болса, ал жарық жылдамдығы секундына метрге дейін, байланыстыратын энергия джоулаларда өлшенеді. Алайда, атом және атом ядросы физикасында ядролар мен бастауыш бөлшектердің энергиясы жиі кездеседі MegaeleCtronvollah (MEV).

Энергия эквиваленті 1 a.e.e.

Сондықтан, байланыс энергиясын келесідей есептеуге болады:

Бұл жағдайда байланыс энергиясы өлшенеді MegaeleCtronvollah (MEV).

Ядроның беріктігін сипаттау үшін, белгілі бір байланыс энергиясы деп аталатын мән пайдаланылады.

Нақты байланыс - Бұл ядроның байланыстырушы энергиясы, ол бір нуклеон ядросына келеді:

қайда \ (A \) - Жаппай сан.

Нақты байланыстырушы энергия әр түрлі химиялық элементтер үшін және тіпті бірдей химиялық элементтің изотоптары үшін эстинак емес. Ядродағы ядро ​​облигациясының нақты энергиясы орташа массадағы 1 МэВ-ден 8,6 МЭВ-қа дейін (массалық нөмірмен) \ (A \) ≈ 100). Ауыр ядроларда ( \ (A \) ≈ 200) нуклон облигациясының нақты энергиясы орташа массалық ядролардан, шамамен 1 мев, олардың орташа салмағы (2 бөлікке бөлінуі), өйткені олардың орташа мөлшері мөлшерінде энергия шығарумен бірге жүреді Ньюз үшін шамамен 1 мев немесе ядродағы 200-ге жуық МЭК. Ашық ядролардың ауыр ядроларының өзгеруі ядроларға бір-біріне де күш береді.

Нақты байланыс энергиясының жаппай саннан тәуелділігі эксперименталды түрде белгіленді. Суреттегі айқын көрінетіні анық, ең жақсы ядроларды санамай, байланыстырудың нақты энергиясы шамамен тұрақты және 8 Мев / нуклонға тең. Айта кету керек, сутегі атомындағы электронды және ядроның энергиясы ионизация энергиясына тең, бұл мәннен миллион есе аз. Суреттегі қисық сызық әлсіз, максимумы бар. Максималды жарнаманың энергиясы (8.6 MEV / NORLON) 50-ден 60-ға дейін, яғни темір және оған бір элементтерден жақын элементтер бар. Бұл элементтердің ядросы ең тұрақты.

Ауыр ядроларда, нақты коммуникациялық энергия жоғарылайды \ (Z \) Кулондық энергияны серпілу. Кулондық күштер өзегін бұзуға тырысады.

Ядролық реакциялар. Айналмалар және иістерді синтездеу

Өзара әрекеттесу кезінде атом ядролары. Бұл түрлендірулер оларға араласқан бөлшектердің кинетикалық энергиясының жоғарылауымен немесе төмендеуімен бірге жүреді.

Ядролық реакциялар - Бұл атом ядроларындағы өзгерістер, егер олар қарапайым бөлшектермен немесе бір-бірімен араласса.

Ядролық реакциялар бөлшектер ядролық күштермен тығыз байланыста және олардың ядролық күштерінің көлеміне түскен кезде пайда болады. Бір уақытта зарядталған бөлшектер бір-бірінен қайталанады, сондықтан бұл бөлшектер (немесе ядролар), егер бұл бөлшектер (немесе ядролар), егер бұл бөлшектер (немесе ядролар) айтарлықтай үлкен кинетикалық энергия туралы хабарлаған болса, оң зарядталған бөлшектердің жақындатуы мүмкін. Бұл энергия протондарға, дейтерий ядроларына, α-бөлшектер мен үдеткіштерді қолданып басқа да ауыр ядроларға хабарлайды.

Ядролық реакциялар үшін бұл әдіс радиоактивті элементтер шығаратын гелий ядроларын қолданудан әлдеқайда тиімді. Біріншіден, үдеткіштердің көмегімен бөлшектерге шамамен 105 мев, яғни олардан әлдеқайда көп деп хабарлауға болады \ (\ Альфа \) -Бартикулалар (ең көбі 9 МЭВ). Екіншіден, протондарды радиоактивті ыдырау процесінде қолдануға болады (бұл ұсынылады (бұл ұсынылады, өйткені протон заряды α-бөлшектердің зарядынан екі есе аз, сондықтан ядролардан түсетін күштер де) 2 есе аз). Үшіншіден, сіз дәнекерлықтарды гелийдің ядросына қарағанда ауырлатуға болады.

Ядролық реакцияның ең көп таралған түрі:

қайда \ (X \) Мен \ (Y \) - дереккөз және ақырғы ядро; \ (A \) Мен \ (B \) - бөлшектерді бомбалау және шығару.

Эндотермиялық реакция - Бұл энергияның сіңуімен реакция:

Экзотермиялық реакция - Бұл энергияны шығарумен реакция:

Ядролық реакциялармен келесі заңдар орындалады.

  • Электрлік төлемдерді сақтау туралы Заң: Атом ядролары мен бөлшектердің реакциядағы электр зарядтарының қосындысы реакциядан кейін атом ядроларына және бөлшектердің электр зарядтарының қосындысына тең:

  • Жаппай санды сақтау заңы: Атом ядроларының нуклондарының және реакцияға арналған бөлшектердің қосындысы реакциядан кейін атом ядроларының нуклондарының қосындысына тең:

  • Энергияны үнемдеу заңы.

Ядролық реакциялар мысалдары

  • Бірінші рет ядролардың қайта құрылуы (юу доторлы, 1919):

  • Жылдам протондардағы алғашқы ядролық реакция (1932):

  • Нейтронды ашу (Дж. Чадвик, 1932):

  • Радиоактивті ыдыраудың алғашқы жасанды дайындығы және позитронның ашылуы. Әрекет бойынша радиоактивті ыдырау \ (\ Альфа \) - Кестелер F. Jolio-Curie көрді:

Фосфордың изотопы радиоактивті болып шықты: оның ядросы позитрон мен нейтрино шығарындыларымен келіседі:

Ядролық реакциялардың жіктелуі

Ядролық реакциялар:

  • Оларға қатысатын бөлшектердің табиғаты бойынша - нейтрондар, зарядталған бөлшектердің әсерінен реакциялар, \ (\ гамма \) -Банктер;
  • Олардың бөлшектерінің энергиясына сәйкес - кіші, орта, жоғары энергиядағы реакциялар;
  • Оларға қатысатын өзектерінің табиғаты бойынша - Жеңіл ядроларға (және <50), орташа ядроларға (50 <A <100) және ауыр ядроларға реакциялар (A 100);
  • Ядролық қайта құрулардың сипатына сәйкес - нейтрондар, зарядталған бөлшектер, түсірілген реакциямен реакциялар.

Ядро шешімі - Бұл уранның атом өзегінің бірнеше жеңіл ядроларға (фрагменттерге) бөлінуі, көбінесе салмағы бойынша екі ядрода.

  • Тек бірнеше ауыр элементтердің ядросын бөлуге болады.
  • Ядролық ядроларды бөлу кезінде нейтрондар шығарылады және \ (\ гамма \) - Лучи.
  • Ядролық ядроларды бөлу кезінде жоғары энергия шығады.

Ядроларды бөлу механизмі (тамшылатып)

Ауыр ядроларда, ядролық күштер бар, олар ядролық күштер бар. Нейтронды сіңірілген нейтронның әсерінен ядро ​​толқып, ұзартылған пішінді игере бастайды. Ол ядролардың жартысының итергіш күші әр түрлі әрекет етушілердің күштеріне әсер етпейді. Нәтижесінде, ядро ​​екі сығымға бөлінеді x және Ю.

Куломб күштерінің әрекеті аясында фрагменттер жарық жылдамдығы шамамен 1/30 мөлшерінде шашыраңқы. Сонымен бірге, жоғары жиіліктің сәулеленуі шығарылады.

Желілік ядролық реакция - Ауыр нейтронды ядролардың ядролық реакциясы, нәтижесінде нейтрондар саны артып, демек, өзін-өзі қамтамасыз ету процесі туындауы мүмкін.

1939 жылы нейтрондық соққы болған кезде, уран-235 изотопының өзегі 2-3 нейтроны бар екі-үш фрагмендерге бөлінгені анықталды:

Бұл нейтрондар 4-9 жаңа нейтронды және т.б. шығарылған 2-3 жаңа уран ядросының бөлінуіне әкелуі мүмкін.

Желілік ядролық реакция ағынының шарттары:

  • Нейтрондар сіңіретін қоспалар болмауы керек;
  • Бөлісуге қабілетті зат мөлшері нейтрондардың басқа ядролардың басқа ядролармен өзара әрекеттесуді бастамай-ақ, басқа ядроларға қосылуы үшін жеткілікті болуы керек;
  • Нейтрондық ставка өзек бөлу үшін жеткілікті болуы керек.

Тізбекті ядролық реакцияны жүзеге асыру үшін қажетті заттардың ең аз мөлшері деп аталады Сыни масса .

Басқарылатын тізбекті ядролық реакциялар жүзеге асырылатын құрылғылар деп аталады Ядролық реакторлар .

Ядролық реактордың негізгі элементтері:

  • Ядролық отын (шикізат және реакторлардағы шикізат және бөлетін заттар - уран изотоптары, плутоний, торий).
  • Қозғалтқыш және нейтронды шағылыстырғыш, ол баяу нейтрондар санының өсуіне ықпал етеді, бұл тізбекті бөлу реакциясын дамыту үшін тиімді (графит, ауыр немесе қарапайым су).
  • Стационарлық реактор режимін сақтау үшін реактордың белсенді аймағына енгізілген реттегіш шыбықтар, өйткені реакцияның қарқынды дамуы ыстықтың және реактордың қызып кетуімен бірге жүреді; Таулар жылу нейтрондарын сіңіретін материалдардан жасалған (бор, кадмий).
  • Реакторда (су, сұйық натрий және т.б.) жылуды кетіру үшін қажет салқындатқыш.
  • Реакторға қызмет ететін қызметкерлерді қорғау үшін пайдаланылатын қорғаныс құрылғылары, нейтрондық ағындардың ағзаларындағы әрекеттен және \ (\ гамма \) - Бести.

Термоядролық синтез

Якрегаттағы якролондардағы ядролардың жекелеген энергиясының графигі, жаппай сандағы ядролардағы ядролардың графигі үлкен энергияны шығарумен қатар, жеңіл ядролардың реакциясы, жеңіл ядролардың синтезі реакциясы.

Ядро синтезі - Бұл ядролардың бірігуі энергияның шығарылуымен бірге бір ядронға бірігу.

Жеңіл ядролардың синтезі реакциясын орындау үшін, бөлшектердің жоғары энергиясы қажет, өйткені кулонды қайта қосылысты жеңу қажет. Бұған заттың жоғары температурасына байланысты қол жеткізуге болады.

Термоядролық реакция - Бұл жеңіл атом ядроларының синтезінің, ультра жүз температурада пайда болады (шамамен 10) 7K және одан жоғары).

Табиғатта жұлдыздардың тереңдігін термоядролық реакциялар пайда болады.

Термоядролық синтез арқылы отынның бірлігіне энергия өндірісі ауыр уран ядроларының дивизиясының реакциясымен жоғары болып саналады.

Синтезация реакциясының мысалы:

Ауыр сутегі изотоптарынан гелий синтезі - дейтерий және тритий - шамамен 5 · 10 температурада болады 7Дейін.

Дейтерийден және тритийден 1 г гелий синтезінде 4.2 · 10 он бір J - Дәл осындай энергия 10 тонна дизель отынын жағу кезінде бөлінеді.

Термоядролық синтез энергияның мүмкін балама көздерінің бірі бола алады. Мұндай энергия көздерін іздеу маңызды, өйткені жер бетіндегі мұнай мен газ қоры шектеулі.

Қазіргі уақытта сутегідан бақыланатын термоядролық қабықша синтезінің реезездерін өткізуге арналған қондырғылар бар. Жердегі сутегі қоры сарқылмайды. Мұхиттық судағы дейтерий саны шамамен 4 · 10 он бір t 10-ны энергиямен қамтамасыз ету дегеніміз не? 17. МВт · Жыл. Ең қызығы - қарапайым судағы дейтерийдің энергиясын алу мүмкіндігі.

«Атомдық ядро ​​физикасы» тақырыбындағы негізгі формулалар

Атомдық ядро ​​физикасы 3.4. (68%) он бес Дауыстар.

Добавить комментарий