Atom yadrosining tarkibi

Yadro kuchi
Mamlakatimizda dunyodagi birinchi atom elektr stantsiyasi 1954 yilda SSSRda, Obninsk shahrida qurilib, ishga tushirildi. Kuchli atom elektr stantsiyalari qurilishi rivojlanmoqda. Hozirda Rossiyada 10 ta atom elektr stantsiyalari mavjud. Chernobil avariyasidan keyin yadro reaktorlari uchun qo'shimcha xavfsizlik choralari ko'rildi.
AESning afzalliklari:

• 
  ishlatilgan yoqilg'ining kamligi tufayli yoqilg'i manbalaridan amaliy mustaqillik;
  
• 
  to'g'ri ishlatilganda atrof-muhit tozaligi.
  

Muammolar atom energiyasi:



Atom bu ma'lum zarralarni o'z ichiga olgan murakkab tizimdir. Ingliz fizigi E. Ruterford atom tuzilishining yadro (sayyoraviy) modelini taklif qildi. Atomning yadro modelining asosiy qoidalari.1. Yadro juda kichik o'lchamga ega (atom diametri 10-10 m, yadro diametri ~ 10-15 m).2. Yadro ijobiy zaryadga ega.3. Atomning deyarli butun massasi yadroda joylashgan.
Yadro nukonlardan: proton va neytronlardan iborat.
G. Moseley (Angliya) atom yadrosining musbat zaryadi (ixtiyoriy birliklarda) davriy jadvaldagi elementning tartib raqamiga teng ekanligini aniqladi. Har bir protonning zaryadi +1 ga teng, shuning uchun yadroning zaryadi protonlar soniga teng.
Protonning massasi neytronning massasi singari elektron massasidan taxminan 1840 marta katta. Protonlar va neytronlar yadroda, shuning uchun atom massasi deyarli yadro massasiga teng. Yadro massasi, xuddi atomning massasi kabi, protonlar soniga va neytronlar soniga qo'shiladi. Bu miqdor atomning massa soni deyiladi. Atomning massa soni (A) \u003d Protonlar soni (Z) + Neytronlar soni (N) A \u003d Z + N Har qanday yadroni tashkil etadigan proton va neytronlar ajralmas elementar zarrachalar emas, balki kvarklardan iborat.
Kvarklar o'z navbatida bir-biri bilan o'zaro ta'sirlanib, doimiy ravishda glyonlarni almashib turadi - chindan ham kuchli o'zaro ta'sir o'tkazuvchisi (bu yadrodagi proton va neytronlar o'rtasidagi ta'sirga qaraganda ming baravar kuchliroq). Natijada proton va neytronlar juda kuchli ulangan tizimlarga aylanib, ularni tarkibiy qismlariga ajratib bo'lmaydi.
Turli xil massa raqamlariga ega bo'lgan bitta elementning atomlariga izotoplar deyiladi. Bitta elementning izotoplari bir xil miqdordagi protonlarga (Z) ega va bir-birlaridan neytronlar sonida (N) farq qiladi. Izotoplar tegishli elementlarning belgilari bilan ko'rsatilgan, chap qismida esa izotopning massa raqami tepada qayd etiladi. Masalan: 12C - massa soni 12 bo'lgan uglerodning izotopi.
Atom yadrosining kattaligi ularning massa soniga bog'liq. Yadro hajmi A ga mutanosib, chiziqli o'lchami esa A1 / 3 ga mutanosib. Samarali radius R yadro tenglik bilan aniqlanadi: R = aa1/3 qaerda doimiy bo'lsa lekin fizik tajriba qanday o'lchanayotganiga qarab (1.1-1.4) x 10-13 sm ga teng R Bu tenglik shundan dalolat beradi R10-13 sm dan 10-12 sm gacha o'zgarib turadi.Yadro materiyasining zichligi oddiy moddalarning zichligiga nisbatan juda yuqori va taxminan 1014 g / sm3 ni tashkil qiladi. Yadroda nuklonning tarqalish zichligi deyarli uning markaziy qismida doimiy bo'lib, periferiyada eksponent sifatida kamayadi. Yadrodagi nuklonlar harakatchan. Yadroda sirt tarangligi kuchlari mavjud.
Yadro kuchlari
Bir xil zaryadlangan protonlar o'rtasida elektrostatik repulsiv kuchlar harakat qiladi, lekin yadro alohida zarralarga "tarqalmaydi", chunki yadro ichidagi protonlar va neytronlar o'rtasida yadro kuchlari bor - jozibador kuchlar elektrostatikadan ancha ustundir. Yadro kuchlari elektrostatik kuchlarga nisbatan 100 baravar katta va kuchli shovqin deb ataladi (bu almashinuv shovqinidir).
Yadro kuchlari faqat yadro ichidagi masofalarda paydo bo'ladi, shuning uchun ular qisqa masofali, elektrostatik kuchlar esa uzoq masofali deb hisoblanadi.
Yadro kuchlari bu tortishish kuchlari, chunki ular yadro ichidagi nuklonlarni ushlab turishadi (nukonlar juda kuchli yaqinlashganda, ular orasidagi yadroviy kuchlar repulsiv xususiyatga ega).
Yadro kuchlarining xususiyatlari:
1. Yadro kuchlari emas elektr kuchlari, chunki ular nafaqat protonlar, balki zaryadsiz neytronlar va gravitatsion neytronlar orasida ham harakat qilishadi, yadro ta'sirini tushuntirish uchun juda ozdir.
2. Yadro kuchlarining ko'lami ahamiyatsiz. Ularning harakatlarining radiusi 10-13 sm. Zarrachalar orasidagi katta masofada yadro ta'siri bo'lmaydi.
3. Yadro kuchlari (ular ishlayotgan hududda) juda zich. Ularning intensivligi elektromagnit kuchlarning intensivligidan ancha yuqori, chunki yadro ichida yadro kuchlari bir xil zaryadlangan protonlar bo'lib, bir-biridan ulkan elektr kuchlari bilan qaytarilgan.
4. Turli xil yadrolarda nuklonlarni bog'lanish darajasini o'rganish shuni ko'rsatadiki, yadro kuchlari kimyoviy kuchlarning valentligiga o'xshash to'yinganlik xususiyatiga ega. Yadro kuchlarining ushbu xususiyatiga muvofiq, bir xil nuklon boshqa barcha yadro yadrolari bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Ammo faqat bir nechta qo'shni bilan.
5. Yadro kuchlarining eng muhim mulki bu ularning zaryadli mustaqilligi, ya'ni uchta yadro o'zaro ta'sirining o'ziga xos xususiyati: ikki proton o'rtasida, proton va neytron o'rtasida va ikkita neytron o'rtasida.
6. Yadro kuchlari markazdan tashqarida.
Atomik kombinatsiyani bog'laydigan ENERGIYA VA MASS-DEFEKT
Atom yadrolari juda ko'p sonli nuklonning kuchli birlashtirilgan tizimlari.
Yadroning tarkibiy qismlariga to'liq bo'linishi va ularni bir-biridan katta masofada olib tashlash uchun A ishining ma'lum miqdorini sarflash kerak.
Obligatsiya energiyasiga energiya deyiladi. teng ish, bu yadroni erkin nuklonlarga bo'lish uchun bajarilishi kerak.
E ulanish \u003d - A
Saqlanish qonuniga ko'ra, bog'lanish energiyasi bir vaqtning o'zida individual erkin nukonlardan yadro hosil bo'lishi paytida chiqadigan energiyaga teng bo'ladi. Maxsus bog'lovchi energiya har bir nuklon uchun bog'laydigan energiya.
http://pandia.ru/text/77/503/images/image003_73.gif "width \u003d" 163 "height \u003d" 38 "\u003e Massa nuqsoni bu atom yadrosining bog'lovchi energiyasining o'lchovidir.
Massa defekti barcha erkin nuklonlarning massasi va yadro massasi o'rtasidagi farqga teng:

bu erda men - yadroning massasi (ma'lumotnomadan) Z - yadrodagi protonlar soni
m p - bo'sh protonning massasi N - yadrodagi neytronlar soni m n - bo'sh neytronning qolgan massasi Nukleatsiya paytida massaning pasayishi nuklon tizimining energiyasi pasayishini anglatadi. Nuklonning o'zaro ta'siri yuqori; u yadro yoki yadro deb ataladi.
Yadro harakatlari
Yadro reaktsiyasi - atom yadrolarining elementar zarralar, gamma kvantlari va bir-biri bilan o'zaro ta'siri jarayonida yuzaga keladigan va ko'pincha ulkan energiyaning tarqalishiga olib keladigan jarayon. Yadrolarda o'z-o'zidan paydo bo'lgan (voqea zarralari ta'sirisiz sodir bo'ladigan) jarayonlar, masalan, radioaktiv parchalanish, odatda yadro reaktsiyalariga kirmaydi. Ikki yoki undan ortiq zarralar orasidagi reaktsiyani amalga oshirish uchun o'zaro ta'sir qiluvchi zarralar (yadrolar) 10-13 sm masofaga yaqinlashishi kerak, ya'ni yadro kuchlarining xarakterli radiusi. Yadro reaktsiyalari energiya chiqishi va yutilishi bilan ham sodir bo'lishi mumkin. Birinchi turdagi ekzotermik reaktsiyalar yadro energiyasining asosi bo'lib xizmat qiladi va yulduzlarning energiya manbai hisoblanadi. Energiya assimilyatsiya qilish bilan bog'liq reaktsiyalar (endotermik) faqat to'qnashadigan zarrachalarning kinetik energiyasi (massa tizimining markazida) ma'lum bir qiymatdan (reaktsiya chegarasi) yuqori bo'lgan taqdirda yuz berishi mumkin.
Hodisa zarrasini atom yadrosi bilan to'qnashganda, ular o'rtasida energiya va impuls almashinuvi sodir bo'ladi, buning natijasida o'zaro ta'sir zonasidan turli yo'nalishlarda bir necha zarralar paydo bo'lishi mumkin. Bunday jarayonlar yadro reaktsiyalari deb ataladi.