Энергия связи. Дефект масс. Деление ядер урана. Цепная реакция

материал учебника (§ 57-58).
Проверьте себя, ответив на вопросы (слайды 12-15).

Посмотрите видеоролик «Энергия связи», в котором рассматривается решение задачи со слайда 17.
Решите задачи слайдов 19-20 (присылать не нужно)

Энергия связи. Дефект масс. Деление ядер урана. Цепная реакция.

раз превосходят кулоновские силы и в 1036 раз превышают гравитационные

силы;
Ядерные силы, в отличие от других сил, существенно убывают с увеличением расстояния между частицами;
Ядерные силы – «богатырь с короткими руками»

и энергии, открытом Альбертом Эйнштейном в 1905 году.
E=m∙c2

полного расщепления ядра на отдельные частицы (или выделяющаяся при образовании

атома из отдельных частиц).
Масса покоя ядра всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов: Мя< z∙mp+n∙mn;
Дефект масс: ∆m=z∙mp+n∙mn- Мя
Дефект масс вычисляется в а.е.м. (атомных единицах массы)
Для вычисления энергии связи используется формула Эйнштейна: Е =∆m∙c2
перед применением формулы Эйнштейна массу переводят из а.е.м. в кг: 1 а.е.м. = 1,66∙10-27 кг.
Энергия связи: Есв= ∆m∙с2= (z∙mp+n∙mn- Мя)∙с2
Скорость света в вакууме: с=3∙108 м/с.

энергии сгорания 1,5 – 2 вагонов каменного угля;
Удельная энергия связи

– энергия, приходящаяся на 1 нуклон ядра;
Удельная энергия связи зависит от массового числа атома.

открыто деление ядер урана.
Деление ядра возможно благодаря тому, что

масса покоя тяжелого ядра больше суммы масс покоя осколков, возникающих при делении.

немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом.
Деление ядра возможно благодаря

тому, что масса покоя тяжелого ядра больше суммы масс покоя осколков, возникающих при делении.
При делении ядра общая выделяющаяся энергия получается огромной!

и начинает деформироваться, приобретая вытянутую форму.
Ядро растягивается до тех пор,

пока силы отталкивания между половинками вытянутого ядра не начинают преобладать над силами притяжения, действующими в перешейке.
Ядро разрывается на 2 части.

Механизм деления ядра

протекание цепной реакции.
Критическая масса куска урана равна ≈ 50 кг

(шарик радиуса около 9 см).
Критическую массу можно уменьшить до 800 г: - применяя замедлитель; - применяя отражающую оболочку; - уменьшая количество примесей.

порядке возрастания.
Каковы особенности сил, действующих между нуклонами в ядре? Как

они зависят от расстояния между нуклонами?
Что называется энергией связи ядра?
Как определяется дефект масс?
Как вычислить энергию связи нуклонов в ядре?

ядра может начинаться только тогда, когда ядро деформируется под действием

поглощенного им нейтрона?
Что образуется в результате деления ядра?
В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении?
В какой вид энергии преобразуется кинетическая энергия ядра осколков ядра урана при их торможении в окружающей среде?

если масса урана меньше критической? Почему?
Как идет цепная реакция в

уране, если масса больше критической?
За счет каких факторов можно увеличить число свободных нейтронов в куске урана, обеспечив протекание цепной реакции?

ядра лития равна Мя=7,01823 а.е.м.
mр=1, 007 а.е.м.=1,6726231 10-27 кг
mn=1,008

а.е.м. = 1,6749286 10-27 кг;
_________________________________
Следует учесть: 1 а.е.м.= 1,66 10-27 кг;

решение

ядра лития равна Мя= 7,01823 а.е.м.
mр=1, 007 а.е.м.; mn=1,008

а.е.м.
В ядре изотопа лития 3 протона и 7-3=4 нейтрона
Вычислим Дефект масс: ∆m=z∙mp+n∙mn- Мя
∆m=3∙1,007+4∙1,008-7,01823=0,03477 а.е.м
Переведем массу в кг: ∆m=0,03477∙1,66∙10-27=0,0588182 ∙10-27≈0,0588∙10-27 кг
Воспользуемся формулой Эйнштейна: Есв= ∆m∙с2
Есв=0,0588∙10-27кг∙(3∙108м/с)2=0,5292∙ 10-11 Дж
Ответ: Есв=5,3∙ пДж

если масса ядра равна 200,028 а.е.м.
mр=1, 007 а.е.м.=1,6726231 10-27 кг
mn=1,008

а.е.м. = 1,6749286 10-27 кг;
_________________________________
Следует учесть: 1 а.е.м.= 1,66 10-27 кг;