Задача 3. Сравнить энергии связи нейтронов в ядрах-изотопах и . Рассчитать также энергию отделения протона от ядра . Массы атомов , , и равны соответственно , , , .

Решение. В условии задачи указаны массы нейтральных атомов, поэтому для расчета энергий отделения нуклонов удобно пользоваться формулами и .

Для ядер и энергия связи нейтрона равна соответственно:

,

.

Масса нейтрона приблизительно равна МэВ. Для получения величины

в МэВ массы соответствующих атомов нужно перевести в МэВ, умножив приведенные в условии значения масс в единицах на величину атомной единицы массы в МэВ:

МэВ МэВ МэВ МэВ,

МэВ МэВ МэВ МэВ.

Энергия отделения нейтрона от ядра, содержащего четное количество нейтронов , оказалась больше энергии отделения нейтрона от ядра того же химического элемента, но с нечетным количеством нейтронов. Поясните, почему (см. Формула Вайцзеккера для энергии связи ядра).

Энергия отделения протона от ядра

.

Масса атома водорода равна (см. Nuclide chart). Тогда

МэВ МэВ.

Энергия отделения протона от (ядра с одинаковым количеством нейтронов и протонов), ожидаемо, получилась меньше энергии отделения нейтрона. Это связано с дополнительной энергией кулоновского отталкивания протонов, которая приводит к увеличению энергии протонных одночастичных уровней по сравнению с нейтронными:

Рис. 2.1 Схема заполнения протонов и нейтронов по одночастичным уровням в основном состоянии ядра . Видно, что .

Ответ. Энергии отделения нейтронов от ядер и равны соответственно МэВ и МэВ. Энергия отделения протона от ядра составляет МэВ.

>>Примеры решения задач. Задача 4

Оглавление <<