Энергия связи, ядерные силы.

Исследования показывают, что атомные ядра являются устойчивыми образованиями. Это означает, что в ядре между нуклонами существует определенная связь. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра. Согласно выражению, энергия связи нуклонов в ядре , где , , — соответственно массы протона, нейтрона и ядра. В таблицах обычно приводятся не массы ядер, а массы m атомов. Поэтому для энергии связи ядра пользуются формулой — масса атома водорода. Так как больше на величину , то первый xлен в квадратных скобках включает в себя массу Z электронов. Но так как масса атома m отличается от массы ядра т„ как раз на массу Z электронов, то вычисления пo формулам приводят к одинаковым результатам. Величина называетсядефектом массы ядра. На эту величину уменьшается масса всех нуклонов при образовании из них атомного ядра. Часто вместо энергии связи рассматривают удельную энергию связи 6Еп — энергию связи, отнесенную к одному нуклону. Между составляющими ядро нуклонами действуют особые, специфические для ядра силы, значительно превышающие кулоновские силы отталкивания между протонами. Они называются ядерными силами. С помощью экспериментальных данных (рассеяние нуклонов на ядрах, ядерные превращения и т. д.) доказано, что ядерные силы намного превышают гравитационные, электрические и магнитные взаимодействия и не сводятся к ним. Ядерные силы относятся к классу так называемых сильных взаимодействий. Перечислим основные свойства ядерных сил:

1) ядерные силы являются силами притяжения;

Закон радиоактивного распада.

Под радиоактивным распадом, или просто I распадом, понимают естественное радио- активное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Атомное ядро, испытывающее радиоактивный распад, называется материнским,возникающее ядро дочерним.

Теория радиоактивного распада строится на предположении о том, что радиоактивный распад является спонтанным процессом, подчиняющимся законам статистики. Поскольку отдельные радиоактивные ядра распадаются независимо друг от друга, можно считать, что число ядер dN, распавшихся в среднем за интервал времени от t до /4-d/, пропорционально промежутку времени d t и числу N не распавшихся ядер к моменту времени t: где λ — постоянная для данного радиоактивного вещества величина, называемаяпостоянной радиоактивного распада; знак минус указывает, что общее число радиоактивных ядер в процессе распада уменьшается. Разделив переменные и интегрируя, т.е

получим , где - начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени t = 0), N — число нераспавшихся ядер в момент времени t. Формула выражаетзакон радиоактивного распада, согласно которому число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненте.