Номер 7, страница 163 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

7. Укажите величину, характеризующую устойчивость атомных ядер?

7. Величиной, которая количественно характеризует устойчивость (прочность) атомных ядер, является удельная энергия связи.

Удельная энергия связи ($\epsilon$) представляет собой энергию связи ядра, отнесенную к одному нуклону (протону или нейтрону) в этом ядре. Чем выше значение удельной энергии связи, тем больше энергии нужно затратить, чтобы разделить ядро на составляющие его частицы, и, следовательно, тем более устойчивым является ядро.

Основой для расчета является энергия связи ($E_{св}$), которая определяется дефектом масс ($\Delta m$). Дефект масс — это разница между суммарной массой всех нуклонов, составляющих ядро, и реальной массой самого ядра. Экспериментально установлено, что масса ядра всегда меньше суммы масс его составляющих. Эта разница масс и "превращается" в энергию, которая удерживает нуклоны вместе, согласно соотношению Эйнштейна:

$E_{св} = \Delta m \cdot c^2$

где $\Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_я$.

В этой формуле:

• $\text{Z}$ — число протонов в ядре;
• $\text{N}$ — число нейтронов в ядре;
• $m_p$ — масса свободного протона;
• $m_n$ — масса свободного нейтрона;
• $M_я$ — масса ядра;
• $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Удельная энергия связи вычисляется делением полной энергии связи на общее число нуклонов в ядре (массовое число $A = Z + N$):

$\epsilon = \frac{E_{св}}{A}$

Анализ графика зависимости удельной энергии связи от массового числа показывает, что максимальной устойчивостью обладают ядра элементов, находящихся в середине таблицы Менделеева (например, изотопы железа и никеля), у которых удельная энергия связи достигает своего пика (около 8,8 МэВ/нуклон). Этим объясняется выделение энергии как в реакциях синтеза легких ядер, так и в реакциях деления тяжелых ядер, поскольку в обоих случаях продукты реакции обладают большей удельной энергией связи, чем исходные ядра.

Ответ: Удельная энергия связи.