பிணைப்பு ஆற்றல் வேதியியலில் ஒரு முக்கியமான கருத்தாகும். இரண்டு வாயு அணுக்களுக்கு இடையே ஒரு கோவலன்ட் பிணைப்பை உடைக்க தேவையான ஆற்றலின் அளவை இது தீர்மானிக்கிறது. இந்த கருத்து அயனி பிணைப்புகளுக்கு பொருந்தாது. இரண்டு அணுக்கள் ஒன்றிணைந்து ஒரு மூலக்கூறை உருவாக்கும் போது, ​​அவற்றுக்கிடையேயான பிணைப்பு எவ்வளவு வலுவானது என்பதை நீங்கள் தீர்மானிக்க முடியும் - இந்த பிணைப்பை உடைக்க செலவழிக்க வேண்டிய ஆற்றலைக் கண்டறியவும். ஒரு அணுவுக்கு பிணைப்பு ஆற்றல் இல்லை என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்; இந்த ஆற்றல் ஒரு மூலக்கூறில் உள்ள இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையிலான பிணைப்பின் வலிமையை வகைப்படுத்துகிறது. எந்தவொரு இரசாயன எதிர்வினைக்கும் பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிட, உடைந்த மொத்த பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானித்து, அதிலிருந்து உருவாகும் பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையைக் கழிக்கவும்.

படிகள்

பகுதி 1

பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிட ஒரு சமன்பாட்டை எழுதுங்கள்.வரையறையின்படி, பிணைப்பு ஆற்றல் என்பது உடைந்த பிணைப்புகளின் கூட்டுத்தொகையைக் கழித்து உருவாக்கப்பட்ட பிணைப்புகளின் கூட்டுத்தொகையாகும்: ΔH = ∑H (உடைந்த பிணைப்புகள்) - ∑H (உருவாக்கப்பட்ட பிணைப்புகள்). ΔH என்பது பிணைப்பு என்டல்பி என்றும் அழைக்கப்படும் பிணைப்பு ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது, மேலும் ∑H என்பது இரசாயன எதிர்வினை சமன்பாட்டின் இரு பக்கங்களிலும் பிணைப்பு ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகையை ஒத்துள்ளது.

இரசாயன சமன்பாட்டை எழுதுங்கள் மற்றும் தனிப்பட்ட உறுப்புகளுக்கு இடையிலான அனைத்து இணைப்புகளையும் குறிக்கவும்.ஒரு எதிர்வினை சமன்பாடு இரசாயன குறியீடுகள் மற்றும் எண்களின் வடிவத்தில் கொடுக்கப்பட்டால், அதை மீண்டும் எழுதுவது மற்றும் அணுக்களுக்கு இடையிலான அனைத்து பிணைப்புகளையும் குறிப்பிடுவது பயனுள்ளது. கொடுக்கப்பட்ட எதிர்வினையின் போது உடைந்த மற்றும் உருவாகும் பிணைப்புகளை எளிதாக கணக்கிட இந்த காட்சி குறியீடு உங்களை அனுமதிக்கும்.

உடைந்த மற்றும் உருவான பிணைப்புகளை எண்ணுவதற்கான விதிகளை அறிக.பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், சராசரி பிணைப்பு ஆற்றல்கள் கணக்கீடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதே பிணைப்பு குறிப்பிட்ட மூலக்கூறைப் பொறுத்து சற்று மாறுபட்ட ஆற்றல்களைக் கொண்டிருக்கலாம், எனவே சராசரி பிணைப்பு ஆற்றல்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. .

• ஒற்றை, இரட்டை மற்றும் மூன்று இரசாயன பிணைப்புகளின் முறிவுகள் ஒரு உடைந்த பிணைப்பாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த பிணைப்புகள் வெவ்வேறு ஆற்றல்களைக் கொண்டிருந்தாலும், ஒவ்வொரு விஷயத்திலும் ஒரு பிணைப்பு உடைந்ததாகக் கருதப்படுகிறது.
• ஒற்றை, இரட்டை அல்லது மூன்று பிணைப்பு உருவாக்கத்திற்கும் இது பொருந்தும். அத்தகைய ஒவ்வொரு வழக்கும் ஒரு புதிய இணைப்பின் உருவாக்கமாக கருதப்படுகிறது.
• எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், அனைத்து பிணைப்புகளும் ஒற்றை.

1. சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் எந்த பிணைப்புகள் உடைக்கப்படுகின்றன என்பதைத் தீர்மானிக்கவும்.ஒரு இரசாயன சமன்பாட்டின் இடது பக்கம் எதிர்வினைகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் எதிர்வினையின் விளைவாக உடைந்த அனைத்து பிணைப்புகளையும் குறிக்கிறது. இது ஒரு எண்டோடெர்மிக் செயல்முறையாகும், அதாவது இரசாயன பிணைப்புகளை உடைக்க குறிப்பிட்ட ஆற்றல் செலவிடப்பட வேண்டும்.

   • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், எதிர்வினை சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் ஒரு H-H பிணைப்பு மற்றும் ஒரு Br-Br பிணைப்பு உள்ளது.

2. சமன்பாட்டின் வலது பக்கத்தில் உருவாக்கப்பட்ட பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையை எண்ணுங்கள்.எதிர்வினை தயாரிப்புகள் வலதுபுறத்தில் குறிக்கப்படுகின்றன. சமன்பாட்டின் இந்த பகுதி வேதியியல் எதிர்வினையின் விளைவாக உருவாகும் அனைத்து பிணைப்புகளையும் குறிக்கிறது. இது ஒரு வெளிப்புற வெப்ப செயல்முறை மற்றும் ஆற்றலை வெளியிடுகிறது (பொதுவாக வெப்ப வடிவில்).

   • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், சமன்பாட்டின் வலது பக்கத்தில் இரண்டு H-Br பிணைப்புகள் உள்ளன.

   பகுதி 2

   பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடுங்கள்

   1. தேவையான பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகளைக் கண்டறியவும்.பலவிதமான சேர்மங்களுக்கு பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகளை வழங்கும் பல அட்டவணைகள் உள்ளன. இத்தகைய அட்டவணைகளை இணையத்தில் அல்லது வேதியியல் குறிப்பு புத்தகத்தில் காணலாம். வாயு நிலையில் உள்ள மூலக்கூறுகளுக்கு பிணைப்பு ஆற்றல்கள் எப்போதும் வழங்கப்படுகின்றன என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

   2. உடைந்த பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையால் பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகளை பெருக்கவும்.பல எதிர்வினைகளில், ஒரு பிணைப்பு பல முறை உடைக்கப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு மூலக்கூறு 4 ஹைட்ரஜன் அணுக்களைக் கொண்டிருந்தால், ஹைட்ரஜனின் பிணைப்பு ஆற்றலை 4 முறை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும், அதாவது 4 ஆல் பெருக்க வேண்டும்.

      • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், ஒவ்வொரு மூலக்கூறுக்கும் ஒரு பிணைப்பு உள்ளது, எனவே பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகள் 1 ஆல் பெருக்கப்படுகின்றன.
      • H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
      • Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol

   3. உடைந்த பிணைப்புகளின் அனைத்து ஆற்றல்களையும் சேர்க்கவும்.சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் உள்ள பிணைப்புகளின் தொடர்புடைய எண்ணிக்கையால் பிணைப்பு ஆற்றல்களைப் பெருக்கினால், நீங்கள் மொத்தத்தைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டும்.

      • நமது உதாரணத்திற்கு உடைந்த பிணைப்புகளின் மொத்த ஆற்றலைக் கண்டுபிடிப்போம்: H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol.

முற்றிலும் எந்த இரசாயனப் பொருளும் ஒரு குறிப்பிட்ட புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் துகளுக்குள் இருப்பதால் அவை ஒன்றாகப் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன.

அணுசக்தி கவர்ச்சிகரமான சக்திகளின் ஒரு சிறப்பியல்பு அம்சம் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய தூரத்தில் (சுமார் 10 -13 செ.மீ. வரை) மிக அதிக சக்தி கொண்டது. துகள்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம் அதிகரிக்கும் போது, ​​அணுவிற்குள் உள்ள கவர்ச்சி சக்திகள் பலவீனமடைகின்றன.

கருவுக்குள் ஆற்றலை பிணைப்பது பற்றிய காரணம்

ஒரு அணுவின் கருவில் இருந்து புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைப் பிரித்து, அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் செயல்படுவதை நிறுத்தும் தூரத்தில் அவற்றை வைக்க ஒரு வழி இருக்கிறது என்று நாம் கற்பனை செய்தால், இது மிகவும் கடினமான வேலையாக இருக்க வேண்டும். ஒரு அணுவின் கருவில் இருந்து அதன் கூறுகளை பிரித்தெடுக்க, ஒருவர் உள்-அணு சக்திகளை கடக்க முயற்சிக்க வேண்டும். இந்த முயற்சிகள் அணுவை அதில் உள்ள நியூக்ளியோன்களாகப் பிரிப்பதை நோக்கிச் செல்லும். எனவே, அணுக்கருவின் ஆற்றல் அது கொண்டிருக்கும் துகள்களின் ஆற்றலை விட குறைவாக இருப்பதாக நாம் தீர்மானிக்க முடியும்.

உள்-அணு துகள்களின் நிறை அணுவின் நிறைக்கு சமமா?

ஏற்கனவே 1919 ஆம் ஆண்டில், அணுக்கருவின் வெகுஜனத்தை அளவிட ஆராய்ச்சியாளர்கள் கற்றுக்கொண்டனர். பெரும்பாலும், இது மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர்கள் எனப்படும் சிறப்பு தொழில்நுட்ப கருவிகளைப் பயன்படுத்தி "எடையிடப்படுகிறது". இத்தகைய சாதனங்களின் செயல்பாட்டின் கொள்கை என்னவென்றால், வெவ்வேறு வெகுஜனங்களைக் கொண்ட துகள்களின் இயக்கத்தின் பண்புகள் ஒப்பிடப்படுகின்றன. மேலும், அத்தகைய துகள்கள் அதே மின் கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளன. வெவ்வேறு வெகுஜனங்களைக் கொண்ட துகள்கள் வெவ்வேறு பாதைகளில் நகர்கின்றன என்று கணக்கீடுகள் காட்டுகின்றன.

நவீன விஞ்ஞானிகள் அனைத்து அணுக்கருக்களின் வெகுஜனங்களையும், அவற்றின் தொகுதி புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களையும் மிகத் துல்லியமாக தீர்மானித்துள்ளனர். ஒரு குறிப்பிட்ட கருவின் வெகுஜனத்தை அதில் உள்ள துகள்களின் வெகுஜனத்துடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும் கருவின் நிறை தனிப்பட்ட புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் வெகுஜனத்தை விட அதிகமாக இருக்கும் என்று மாறிவிடும். கொடுக்கப்பட்ட எந்த இரசாயனத்திற்கும் இந்த வேறுபாடு தோராயமாக 1% இருக்கும். எனவே, அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் அதன் ஓய்வு ஆற்றலில் 1% என்று நாம் முடிவு செய்யலாம்.

அணுக்கரு சக்திகளின் பண்புகள்

அணுக்கருவிற்குள் இருக்கும் நியூட்ரான்கள் கூலம்ப் படைகளால் ஒன்றையொன்று விரட்டுகின்றன. ஆனால் அணு உதிர்ந்து விடுவதில்லை. ஒரு அணுவில் உள்ள துகள்களுக்கு இடையில் ஒரு கவர்ச்சியான சக்தி இருப்பதால் இது எளிதாக்கப்படுகிறது. மின்சாரம் அல்லாத பிற இயல்புடைய இத்தகைய சக்திகள் அணுக்கரு எனப்படும். நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் தொடர்பு வலுவான தொடர்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

சுருக்கமாக, அணுசக்திகளின் பண்புகள் பின்வருமாறு:

• இது கட்டணம் சுதந்திரம்;
• குறுகிய தூரங்களில் மட்டுமே நடவடிக்கை;
• அத்துடன் செறிவூட்டல், ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான நியூக்ளியோன்களை மட்டும் ஒன்றோடொன்று தக்கவைப்பதைக் குறிக்கிறது.

ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியின்படி, அணு துகள்கள் இணையும் தருணத்தில், ஆற்றல் கதிர்வீச்சு வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகிறது.

அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல்: சூத்திரம்

மேலே உள்ள கணக்கீடுகளுக்கு, பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட சூத்திரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

E St=(Z·m p +(A-Z)·m n -Mநான்)·c²

இங்கே கீழ் E Stகருவின் பிணைப்பு ஆற்றலைக் குறிக்கிறது; உடன்- ஒளியின் வேகம்; Zபுரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை; (A-Z) - நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை; மீ பபுரோட்டானின் வெகுஜனத்தைக் குறிக்கிறது; ஏ மீ என்- நியூட்ரான் நிறை. எம் ஐஒரு அணுவின் கருவின் வெகுஜனத்தைக் குறிக்கிறது.

பல்வேறு பொருட்களின் கருக்களின் உள் ஆற்றல்

அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றலைத் தீர்மானிக்க, அதே சூத்திரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்பட்ட பிணைப்பு ஆற்றல், முன்பு கூறியது போல், அணுவின் மொத்த ஆற்றலில் 1% அல்லது ஓய்வு ஆற்றலுக்கு மேல் இல்லை. இருப்பினும், நெருக்கமான பரிசோதனையில், பொருளிலிருந்து பொருளுக்கு நகரும் போது இந்த எண்ணிக்கை மிகவும் வலுவாக மாறுகிறது. நீங்கள் அதன் சரியான மதிப்புகளைத் தீர்மானிக்க முயற்சித்தால், அவை குறிப்பாக ஒளி கருக்கள் என்று அழைக்கப்படுவதற்கு வேறுபடும்.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் பிணைப்பு ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும், ஏனெனில் அதில் ஒரே ஒரு புரோட்டான் மட்டுமே உள்ளது.ஹீலியம் அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் 0.74% ஆக இருக்கும். டிரிடியம் எனப்படும் பொருளின் கருக்களுக்கு, இந்த எண்ணிக்கை 0.27% ஆக இருக்கும். ஆக்ஸிஜன் 0.85% உள்ளது. சுமார் அறுபது நியூக்ளியோன்களைக் கொண்ட கருக்களில், உள் அணு பிணைப்பு ஆற்றல் சுமார் 0.92% இருக்கும். அதிக நிறை கொண்ட அணுக்கருக்களுக்கு, இந்த எண்ணிக்கை படிப்படியாக 0.78% ஆக குறையும்.

ஹீலியம், ட்ரிடியம், ஆக்ஸிஜன் அல்லது வேறு எந்தப் பொருளின் உட்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றலைத் தீர்மானிக்க, அதே சூத்திரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் வகைகள்

இத்தகைய வேறுபாடுகளுக்கான முக்கிய காரணங்களை விளக்கலாம். கருவின் உள்ளே உள்ள அனைத்து நியூக்ளியோன்களும் மேற்பரப்பு மற்றும் உட்புறம் என இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன என்று விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்துள்ளனர். உள் நியூக்ளியோன்கள் அனைத்து பக்கங்களிலும் மற்ற புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களால் சூழப்பட்டவை. மேலோட்டமானவை உள்ளே இருந்து மட்டுமே அவர்களால் சூழப்பட்டுள்ளன.

அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் என்பது உள் நியூக்ளியோன்களில் அதிகமாகக் காணப்படும் ஒரு சக்தியாகும். இதேபோன்ற ஒன்று, பல்வேறு திரவங்களின் மேற்பரப்பு பதற்றத்துடன் நிகழ்கிறது.

ஒரு அணுக்கருவில் எத்தனை நியூக்ளியோன்கள் பொருந்துகின்றன

ஒளிக்கருக்கள் என்று அழைக்கப்படுபவற்றில் உள் நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கை குறிப்பாக சிறியதாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. மேலும் இலகுவான வகையைச் சேர்ந்தவர்களுக்கு, கிட்டத்தட்ட அனைத்து நியூக்ளியோன்களும் மேற்பரப்பாகக் கருதப்படுகின்றன. அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையுடன் அதிகரிக்க வேண்டிய அளவு என்று நம்பப்படுகிறது. ஆனால் இந்த வளர்ச்சி கூட காலவரையின்றி தொடர முடியாது. ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான நியூக்ளியோன்களுடன் - இது 50 முதல் 60 வரை - மற்றொரு சக்தி செயல்பாட்டுக்கு வருகிறது - அவற்றின் மின் விரட்டல். கருவின் உள்ளே பிணைப்பு ஆற்றல் இருப்பதைப் பொருட்படுத்தாமல் இது நிகழ்கிறது.

பல்வேறு பொருட்களில் உள்ள அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் அணுசக்தியை வெளியிட விஞ்ஞானிகளால் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பல விஞ்ஞானிகள் எப்போதுமே கேள்வியில் ஆர்வமாக உள்ளனர்: இலகுவான கருக்கள் கனமானவற்றில் ஒன்றிணைக்கும்போது ஆற்றல் எங்கிருந்து வருகிறது? உண்மையில், இந்த நிலைமை அணு பிளவு போன்றது. ஒளிக்கருக்களின் இணைவு செயல்பாட்டில், கனமானவைகளின் பிளவின் போது நடப்பது போலவே, அதிக நீடித்த வகையின் கருக்கள் எப்போதும் உருவாகின்றன. ஒளி கருக்களிலிருந்து அவற்றில் உள்ள அனைத்து நியூக்ளியோன்களையும் "பெற", அவை ஒன்றிணைக்கும்போது வெளியிடப்படுவதை விட குறைவான ஆற்றலைச் செலவிடுவது அவசியம். உரையாடலும் உண்மைதான். உண்மையில், ஒரு குறிப்பிட்ட அலகு வெகுஜனத்தின் மீது விழும் இணைவின் ஆற்றல், பிளவின் குறிப்பிட்ட ஆற்றலை விட அதிகமாக இருக்கலாம்.

அணுக்கரு பிளவு செயல்முறைகளை ஆய்வு செய்த விஞ்ஞானிகள்

இந்த செயல்முறை 1938 இல் விஞ்ஞானிகள் ஹான் மற்றும் ஸ்ட்ராஸ்மேன் ஆகியோரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. பெர்லின் வேதியியல் பல்கலைக்கழகத்தில், மற்ற நியூட்ரான்களுடன் யுரேனியத்தை குண்டுவீசும் செயல்பாட்டில், அது கால அட்டவணையின் நடுவில் இருக்கும் இலகுவான தனிமங்களாக மாறுவதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்தனர்.

இந்த அறிவுத் துறையின் வளர்ச்சிக்கு லிஸ் மீட்னரும் குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பைச் செய்தார், ஒரு காலத்தில் ஹான் அவரை ஒன்றாக கதிரியக்கத்தைப் படிக்க அழைத்தார். ஹான் மெய்ட்னரை அடித்தளத்தில் தனது ஆராய்ச்சியை மேற்கொள்ள வேண்டும் என்ற நிபந்தனையின் பேரில் மட்டுமே பணிபுரிய அனுமதித்தார், மேலும் மேல் தளங்களுக்கு செல்லமாட்டார், இது பாரபட்சத்தின் உண்மை. இருப்பினும், அணுக்கருவின் ஆராய்ச்சியில் குறிப்பிடத்தக்க வெற்றியை அடைவதை இது தடுக்கவில்லை.

15. சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

1. ஐசோடோப்பு கருவின் வெகுஜனத்தைக் கணக்கிடுங்கள்.

தீர்வு. சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்துவோம்

.

ஆக்ஸிஜனின் அணு நிறை
=15.9949 அமு;

அந்த. அணுவின் கிட்டத்தட்ட அனைத்து எடையும் கருவில் குவிந்துள்ளது.

2. வெகுஜன குறைபாடு மற்றும் அணுசக்தி பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடுங்கள் 3 லி 7 .

தீர்வு. அணுக்கருவின் நிறை எப்பொழுதும் கரு உருவான ஃப்ரீ (கருவுக்கு வெளியே அமைந்துள்ள) புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் வெகுஜனங்களின் கூட்டுத்தொகையை விட குறைவாகவே இருக்கும். மைய நிறை குறைபாடு ( மீ) மற்றும் இலவச நியூக்ளியோன்களின் (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) வெகுஜனங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கும் கருவின் நிறைக்கும் உள்ள வித்தியாசம், அதாவது.

எங்கே Z- அணு எண் (கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை); ஏ- நிறை எண் (கருவை உருவாக்கும் நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கை); மீ ப , எம் n , எம்- முறையே, புரோட்டான், நியூட்ரான் மற்றும் நியூக்ளியஸின் நிறை.

குறிப்பு அட்டவணைகள் எப்போதும் நடுநிலை அணுக்களின் வெகுஜனங்களைக் கொடுக்கின்றன, ஆனால் கருக்கள் அல்ல, எனவே சூத்திரத்தை (1) மாற்றுவது நல்லது. எம்நடுநிலை அணு.

,

.

கடைசி சூத்திரத்தின்படி கருவின் வெகுஜனத்தை சமத்துவத்தில் (1) வெளிப்படுத்தினால், நாம் பெறுகிறோம்

,

அதை கவனிக்கிறேன் மீ ப + மீ இ =எம் எச், எங்கே எம் எச்- ஹைட்ரஜன் அணுவின் நிறை, நாம் இறுதியாக கண்டுபிடிப்போம்

வெகுஜனங்களின் எண் மதிப்புகளை வெளிப்பாடாக மாற்றுவது (2) (குறிப்பு அட்டவணையில் உள்ள தரவுகளின்படி), நாங்கள் பெறுகிறோம்

தொடர்பு ஆற்றல்
நியூக்ளியஸ் என்பது இலவச நியூக்ளியோன்களிலிருந்து ஒரு கரு உருவாகும் போது ஒரு வடிவத்தில் அல்லது மற்றொரு வடிவத்தில் வெளியிடப்படும் ஆற்றல் ஆகும்.

நிறை மற்றும் ஆற்றலின் விகிதாசார விதிக்கு இணங்க

(3)

எங்கே உடன்- வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம்.

விகிதாசார காரணி உடன் 2 இரண்டு வழிகளில் வெளிப்படுத்தலாம்: அல்லது

கூடுதல் முறையான அலகுகளைப் பயன்படுத்தி பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிட்டால்

இதை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டால், சூத்திரம் (3) படிவத்தை எடுக்கும்

(4)

மைய நிறை குறைபாட்டின் முன்னர் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மதிப்பை சூத்திரத்தில் (4) மாற்றுவதன் மூலம், நாம் பெறுகிறோம்

3. இரண்டு அடிப்படைத் துகள்கள் - ஒரு புரோட்டான் மற்றும் ஆன்டிபுரோட்டான், நிறை கொண்டவை
ஒவ்வொரு கிலோவும் இணைந்தால், இரண்டு காமா குவாண்டாவாக மாறும். இந்த வழக்கில் எவ்வளவு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது?

தீர்வு. ஐன்ஸ்டீனின் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி காமா குவாண்டம் ஆற்றலைக் கண்டறிதல்
, c என்பது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம்.

4. 10 Ne 20 அணுக்கருவை ஒரு கார்பன் நியூக்ளியஸ் 6 C 12 மற்றும் இரண்டு ஆல்பா துகள்களாகப் பிரிக்கத் தேவையான ஆற்றலைத் தீர்மானிக்கவும், 10 Ne 20 கருக்களில் குறிப்பிட்ட பிணைப்பு ஆற்றல்கள் இருப்பது தெரிந்தால்; 6 C 12 மற்றும் 2 He 4 ஆகியவை முறையே சமம்: 8.03; ஒரு நியூக்ளியோனுக்கு 7.68 மற்றும் 7.07 MeV.

தீர்வு. 10 Ne 20 கரு உருவாகும் போது, ​​இலவச நியூக்ளியோன்களில் இருந்து ஆற்றல் வெளியிடப்படும்:

W Ne = W c y ·A = 8.03 20 = 160.6 MeV.

அதன்படி, ஒரு 6 12 C கரு மற்றும் இரண்டு 2 4 He கருக்கள்:

W c = 7.68 12 = 92.16 MeV,

WHe = 7.07·8 = 56.56 MeV.

பின்னர், இரண்டு 2 4 He கருக்கள் மற்றும் ஒரு 6 12 C கருவிலிருந்து 10 20 Ne உருவாகும் போது, ​​ஆற்றல் வெளியிடப்படும்:

W = W Ne – W c – W He

W= 160.6 – 92.16 – 56.56 = 11.88 MeV.

10 20 Ne கருவை 6 12 C மற்றும் 2 2 4 H ஆக பிரிக்கும் செயல்முறையிலும் அதே ஆற்றலைச் செலவிட வேண்டும்.

பதில். E = 11.88 MeV.

5 . அலுமினிய அணு 13 அல் 27 இன் உட்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றலைக் கண்டறியவும், குறிப்பிட்ட பிணைப்பு ஆற்றலைக் கண்டறியவும்.

தீர்வு. 13 அல் 27 கருவானது Z=13 புரோட்டான்கள் மற்றும்

A-Z = 27 - 13 நியூட்ரான்கள்.

மைய நிறை என்பது

m i = m at - Z·m e = 27/6.02·10 26 -13·9.1·10 -31 = 4.484·10 -26 kg=

27.012 amu

மைய நிறை குறைபாடு ∆m = Z m p + (A-Z) m n - m i க்கு சமம்

எண் மதிப்பு

∆m = 13·1.00759 + 14×1.00899 - 26.99010 = 0.23443 amu

பிணைப்பு ஆற்றல் Wst = 931.5 ∆m = 931.5 0.23443 = 218.37 MeV

குறிப்பிட்ட பிணைப்பு ஆற்றல் Wsp = 218.37/27 = 8.08 MeV/நியூக்ளியோன்.

பதில்: பிணைப்பு ஆற்றல் Wb = 218.37 MeV; குறிப்பிட்ட பிணைப்பு ஆற்றல் Wsp = 8.08 MeV/நியூக்ளியோன்.

16. அணுசக்தி எதிர்வினைகள்

அணுக்கருக்கள் ஒன்றோடொன்று அல்லது அடிப்படைத் துகள்களுடனான தொடர்புகளால் ஏற்படும் அணுக்கருக்களை மாற்றும் செயல்முறைகளாகும்.

ஒரு அணுக்கரு எதிர்வினை எழுதும் போது, ​​ஆரம்ப துகள்களின் கூட்டுத்தொகை இடதுபுறத்தில் எழுதப்படுகிறது, பின்னர் ஒரு அம்பு வைக்கப்படுகிறது, அதைத் தொடர்ந்து இறுதி தயாரிப்புகளின் கூட்டுத்தொகை. உதாரணத்திற்கு,

அதே எதிர்வினை குறுகிய குறியீட்டு வடிவத்தில் எழுதப்படலாம்

அணுசக்தி எதிர்வினைகளைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​துல்லியமானது பாதுகாப்பு சட்டங்கள்: ஆற்றல், உந்துவிசை, கோண உந்தம், மின் கட்டணம் மற்றும் பிற. நியூட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் γ குவாண்டா ஆகியவை மட்டுமே அணுக்கரு வினையில் அடிப்படைத் துகள்களாகத் தோன்றினால், எதிர்வினையின் போது நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கையும் பாதுகாக்கப்படும். பின்னர் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலைகளில் நியூட்ரான்களின் சமநிலை மற்றும் புரோட்டான்களின் சமநிலையை கவனிக்க வேண்டும். எதிர்வினைக்காக
நாம் பெறுகிறோம்:

புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை 3 + 1 = 0 + 4;

நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 4 + 0 = 1 + 3.

இந்த விதியைப் பயன்படுத்தி, எதிர்வினையில் பங்கேற்பாளர்களில் ஒருவரை நீங்கள் அடையாளம் காணலாம், மற்றவர்களை அறிந்து கொள்ளலாம். அணுக்கரு எதிர்வினைகளில் அடிக்கடி பங்கேற்பவர்கள் α - துகள்கள் (
- ஹீலியம் கருக்கள்), டியூட்டரான்கள் (
- ஹைட்ரஜனின் கனமான ஐசோடோப்பின் கருக்கள், புரோட்டான் ஒரு நியூட்ரானைத் தவிர) மற்றும் ட்ரைட்டான்கள் (
- ஒரு புரோட்டானைத் தவிர, இரண்டு நியூட்ரான்களைக் கொண்ட ஹைட்ரஜனின் சூப்பர் ஹெவி ஐசோடோப்பின் கருக்கள்).

ஆரம்ப மற்றும் இறுதி துகள்களின் மீதமுள்ள ஆற்றல்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு எதிர்வினையின் ஆற்றலை தீர்மானிக்கிறது. இது பூஜ்ஜியத்தை விட அதிகமாகவோ அல்லது பூஜ்ஜியத்தை விட குறைவாகவோ இருக்கலாம். ஒரு முழுமையான வடிவத்தில், மேலே விவாதிக்கப்பட்ட எதிர்வினை பின்வருமாறு எழுதப்பட்டுள்ளது:

எங்கே கே- எதிர்வினை ஆற்றல். அணு பண்புகளின் அட்டவணையைப் பயன்படுத்தி அதைக் கணக்கிட, எதிர்வினையில் ஆரம்ப பங்கேற்பாளர்களின் மொத்த வெகுஜனத்திற்கும் எதிர்வினை தயாரிப்புகளின் மொத்த வெகுஜனத்திற்கும் இடையிலான வேறுபாட்டை ஒப்பிடுக. இதன் விளைவாக வரும் வெகுஜன வேறுபாடு (பொதுவாக அமுவில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது) பின்னர் ஆற்றல் அலகுகளாக மாற்றப்படுகிறது (1 அமு 931.5 MeV க்கு ஒத்திருக்கிறது).

17. சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

1. அலுமினிய ஐசோடோப்பு அணுக்கருக்களின் குண்டுவீச்சின் போது உருவான அறியப்படாத உறுப்பைத் தீர்மானிக்கவும் அல்-துகள்கள், எதிர்வினை தயாரிப்புகளில் ஒன்று நியூட்ரான் என்று தெரிந்தால்.

தீர்வு. அணுசக்தி எதிர்வினையை எழுதுவோம்:

அல்+ 
எக்ஸ்+என்.

வெகுஜன எண்களைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்தின்படி: 27+4 = A+1. எனவே அறியப்படாத தனிமத்தின் நிறை எண் A = 30. இதேபோல், கட்டணங்களைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்தின்படி 13+2 = Z+0மற்றும் Z = 15.

கால அட்டவணையில் இருந்து இது பாஸ்பரஸின் ஐசோடோப்பு என்பதைக் காண்கிறோம் ஆர்.

2. என்ன அணு எதிர்வினை சமன்பாட்டால் எழுதப்படுகிறது

?

தீர்வு. ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் சின்னத்திற்கு அடுத்துள்ள எண்களின் அர்த்தம்: D.I. மெண்டலீவின் அட்டவணையில் (அல்லது கொடுக்கப்பட்ட துகள்களின் கட்டணம்) இந்த வேதியியல் தனிமத்தின் எண்ணிக்கை கீழே உள்ளது, மேலும் மேலே வெகுஜன எண் உள்ளது, அதாவது. கருவில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கை (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் ஒன்றாக). கால அட்டவணையின்படி, போரான் B என்ற தனிமம் ஐந்தாவது இடத்திலும், ஹீலியம் He இரண்டாவது இடத்திலும், நைட்ரஜன் N ஏழாவது இடத்திலும் இருப்பதைக் கவனிக்கிறோம். - நியூட்ரான். இதன் பொருள், எதிர்வினையை பின்வருமாறு படிக்கலாம்: கைப்பற்றப்பட்ட பிறகு நிறை எண் 11 (போரான்-11) கொண்ட போரான் அணுவின் கரு
- துகள்கள் (ஹீலியம் அணுவின் ஒரு கரு) ஒரு நியூட்ரானை வெளியிடுகிறது மற்றும் 14 (நைட்ரஜன்-14) நிறை எண் கொண்ட நைட்ரஜன் அணுவின் கருவாக மாறுகிறது.

3. அலுமினிய கருக்களை கதிர்வீச்சு செய்யும் போது - 27 கடினமானது - மெக்னீசியம் கருக்கள் குவாண்டாவால் உருவாகின்றன - 26. இந்த எதிர்வினையில் எந்த துகள் வெளியிடப்படுகிறது? அணுசக்தி எதிர்வினைக்கான சமன்பாட்டை எழுதுங்கள்.

தீர்வு.

கட்டணம் பாதுகாப்பு சட்டத்தின் படி: 13+0=12+Z;

4. ஒரு குறிப்பிட்ட வேதியியல் தனிமத்தின் கருக்கள் புரோட்டான்களுடன் கதிர்வீச்சு செய்யப்படும்போது, ​​சோடியம் கருக்கள் உருவாகின்றன - 22 மற்றும் - துகள்கள் (ஒவ்வொரு உருமாற்ற செயலுக்கும் ஒன்று). எந்த கருக்கள் கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்டன? அணுசக்தி எதிர்வினைக்கான சமன்பாட்டை எழுதுங்கள்.

தீர்வு. டி.ஐ. மெண்டலீவின் வேதியியல் கூறுகளின் கால முறையின்படி:

கட்டண பாதுகாப்பு சட்டத்தின் படி:

நிறை எண் பாதுகாப்பு சட்டத்தின் படி:

5 . நைட்ரஜன் ஐசோடோப்பு 7 N 14 நியூட்ரான்களால் தாக்கப்படும்போது, ​​கார்பன் ஐசோடோப்பு 6 C 14 பெறப்படுகிறது, இது β-கதிரியக்கமாக மாறும். இரண்டு எதிர்வினைகளுக்கும் சமன்பாடுகளை எழுதுங்கள்.

தீர்வு . 7 N 14 + 0 n 1 → 6 C 14 + 1 H 1 ; 6 C 14 → -1 e 0 + 7 N 14 .

6. 40 Zr 97 இன் நிலையான சிதைவு தயாரிப்பு 42 Mo 97 ஆகும். 40 Zr 97 இன் என்ன கதிரியக்க மாற்றங்களின் விளைவாக இது உருவாகிறது?

தீர்வு. வரிசையாக நிகழும் இரண்டு β- சிதைவு எதிர்வினைகளை எழுதுவோம்:

1) 40 Zr 97 →β→ 41 X 97 + -1 e 0, X ≡ 41 Nb 97 (நியோபியம்),

2) 41 Nb 97 →β→ 42 Y 97 + -1 e 0, Y ≡ 42 Mo 97 (மாலிப்டினம்).

பதில் : இரண்டு β- சிதைவுகளின் விளைவாக, சிர்கோனியம் அணுவிலிருந்து ஒரு மாலிப்டினம் அணு உருவாகிறது.

18. அணு எதிர்வினை ஆற்றல்

அணுக்கரு வினையின் ஆற்றல் (அல்லது எதிர்வினையின் வெப்ப விளைவு)

எங்கே
- எதிர்வினைக்கு முன் துகள் வெகுஜனங்களின் கூட்டுத்தொகை,
- எதிர்வினைக்குப் பிறகு துகள் வெகுஜனங்களின் கூட்டுத்தொகை.

என்றால்
, எதிர்வினை ஆற்றலின் வெளியீட்டில் நிகழும் என்பதால், எக்ஸோஎனெர்ஜிடிக் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மணிக்கு கே

நியூட்ரான்களால் அணுக்கரு பிளவு - வெளிப்புற ஆற்றல் எதிர்வினை , இதில் நியூக்ளியஸ், ஒரு நியூட்ரானைக் கைப்பற்றி, இரண்டாகப் பிரிகிறது (எப்போதாவது மூன்றாக) பெரும்பாலும் சமமற்ற கதிரியக்கத் துண்டுகள், காமா குவாண்டா மற்றும் 2 - 3 நியூட்ரான்களை வெளியிடுகிறது. இந்த நியூட்ரான்கள், சுற்றிலும் போதுமான பிளவு பொருட்கள் இருந்தால், அதையொட்டி சுற்றியுள்ள கருக்களை பிளவுபடுத்தலாம். இந்த வழக்கில், ஒரு சங்கிலி எதிர்வினை ஏற்படுகிறது, அதனுடன் அதிக அளவு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. அணுக்கரு மிகவும் சிறிய நிறை குறைபாட்டைக் கொண்டிருப்பதாலும் அல்லது குறைபாட்டிற்குப் பதிலாக நிறை அதிகமாக இருப்பதாலும் ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது.

அணுக்கருக்கள் - பிளவு தயாரிப்பு - கணிசமாக பெரிய நிறை குறைபாடுகள் உள்ளன, இதன் விளைவாக ஆற்றல் பரிசீலிக்கப்படும் செயல்பாட்டில் வெளியிடப்படுகிறது.

19. சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

1. 1 அமுவுடன் என்ன ஆற்றல் பொருந்துகிறது?

தீர்வு . m= 1 amu= 1.66 10 -27 kg என்பதால், பிறகு

Q = 1.66·10 -27 (3·10 8) 2 =14.94·10-11 J ≈ 931 (MeV).

2. தெர்மோநியூக்ளியர் வினைக்கான சமன்பாட்டை எழுதி, இரண்டு டியூட்டீரியம் கருக்களின் இணைவு நியூட்ரான் மற்றும் அறியப்படாத கருவை உருவாக்குகிறது என்று தெரிந்தால் அதன் ஆற்றல் விளைச்சலைத் தீர்மானிக்கவும்.

தீர்வு.

மின்சார கட்டணம் பாதுகாப்பு சட்டத்தின் படி:

1 + 1=0+Z; Z=2

நிறை எண் பாதுகாப்பு சட்டத்தின் படி:

2+2=1+A; A=3

ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது

=- 0.00352 a.m.u.

3. ஒரு யுரேனியம் அணுக்கரு பிளவுபடும் போது - 235, ஒரு மெதுவான நியூட்ரான் கைப்பற்றப்பட்டதன் விளைவாக, துண்டுகள் உருவாகின்றன: செனான் - 139 மற்றும் ஸ்ட்ரோண்டியம் - 94. மூன்று நியூட்ரான்கள் ஒரே நேரத்தில் வெளியிடப்படுகின்றன. ஒரு பிளவுச் செயலின் போது வெளியாகும் ஆற்றலைக் கண்டறியவும்.

தீர்வு. பிரிவின் போது, ​​விளைந்த துகள்களின் அணு நிறைகளின் கூட்டுத்தொகை ஆரம்ப துகள்களின் வெகுஜனங்களின் தொகையை விட குறைவாக இருக்கும் என்பது வெளிப்படையானது.

பிளவின் போது வெளியிடப்படும் அனைத்து ஆற்றலும் துண்டுகளின் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது என்று கருதி, எண் மதிப்புகளை மாற்றிய பின் நாம் பெறுகிறோம்:

4. டியூட்டீரியம் மற்றும் டிரிடியத்தில் இருந்து 1 கிராம் ஹீலியம் இணைவதன் மூலம் தெர்மோநியூக்ளியர் வினையின் விளைவாக எந்த அளவு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது?

தீர்வு . டியூட்டீரியம் மற்றும் டிரிடியத்தில் இருந்து ஹீலியம் கருக்களின் இணைவின் தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினை பின்வரும் சமன்பாட்டின் படி தொடர்கிறது:

.

நிறை குறையை தீர்மானிப்போம்

m=(2.0474+3.01700)-(4.00387+1.0089)=0.01887(a.m.u.)

1 amu 931 MeV ஆற்றலுக்கு ஒத்திருக்கிறது, எனவே, ஹீலியம் அணுவின் இணைவின் போது வெளியாகும் ஆற்றல்

Q=931.0.01887(MeV)

1 கிராம் ஹீலியம் உள்ளது
/A அணுக்கள், அவகாட்ரோவின் எண் எங்கே; A என்பது அணு எடை.

மொத்த ஆற்றல் Q= (/A)Q; கே=42410 9 ஜே.

5 . தாக்கத்தின் மீது -போரான் நியூக்ளியஸ் 5 பி 10 கொண்ட துகள்கள் ஒரு அணுக்கரு எதிர்வினை ஏற்பட்டது, இதன் விளைவாக ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் கரு மற்றும் அறியப்படாத கரு உருவானது. இந்தக் கருவைக் கண்டறிந்து அணுக்கரு வினையின் ஆற்றல் விளைவைக் கண்டறியவும்.

தீர்வு. எதிர்வினை சமன்பாட்டை எழுதுவோம்:

5 V 10 + 2 4 அல்ல
1 N 1 + z X A

நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கையைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்திலிருந்து இது பின்வருமாறு:

10 + 4 + 1 + ஏ; A = 13

கட்டண பாதுகாப்பு சட்டத்திலிருந்து இது பின்வருமாறு:

5 + 2 = 1 +Z; Z=6

கால அட்டவணையின்படி, அறியப்படாத கருவானது கார்பன் ஐசோடோப்பு 6 C 13 இன் கருவாக இருப்பதைக் காண்கிறோம்.

சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி எதிர்வினையின் ஆற்றல் விளைவைக் கணக்கிடுவோம் (18.1). இந்த வழக்கில்:

ஐசோடோப்பு வெகுஜனங்களை அட்டவணையில் இருந்து மாற்றுவோம் (3.1):

பதில்: z X A = 6 C 13; Q = 4.06 MeV.

6. ஒரு கதிரியக்க ஐசோடோப்பின் 0.01 மோல் சிதைவின் போது பாதி ஆயுளுக்கு சமமான நேரத்தில் எவ்வளவு வெப்பம் வெளியிடப்படுகிறது? ஒரு கரு சிதையும்போது, ​​5.5 MeV ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது.

தீர்வு. கதிரியக்கச் சிதைவு விதியின்படி:

=
.

பின்னர், சிதைந்த கருக்களின் எண்ணிக்கை இதற்கு சமம்:

.

ஏனெனில்
ν 0, பின்னர்:

.

ஒரு சிதைவு E 0 = 5.5 MeV = 8.8·10 -13 J க்கு சமமான ஆற்றலை வெளியிடுவதால், பின்:

Q = E o N p = N A  o E o (1 -
),

கே = 6.0210 23 0.018.810 -13 (1 -
) = 1.5510 9 ஜே

பதில்: கே = 1.55 ஜிஜே.

20. கனமான கருக்களின் பிளவு எதிர்வினை

கனரக கருக்கள், நியூட்ரான்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​தோராயமாக இரண்டு சம பாகங்களாக பிரிக்கலாம் - பிளவு துண்டுகள். இந்த எதிர்வினை அழைக்கப்படுகிறது கனமான கருக்களின் பிளவு எதிர்வினை , உதாரணத்திற்கு

இந்த எதிர்வினையில், நியூட்ரான் பெருக்கம் காணப்படுகிறது. மிக முக்கியமான அளவு நியூட்ரான் பெருக்கல் காரணி கே . இது எந்த தலைமுறையிலும் உள்ள மொத்த நியூட்ரான்களின் விகிதத்திற்கும் முந்தைய தலைமுறையின் மொத்த நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்கும் சமம். இவ்வாறு, முதல் தலைமுறையில் இருந்தால் என் 1 நியூட்ரான்கள், பின்னர் nவது தலைமுறையில் அவற்றின் எண்ணிக்கை இருக்கும்

என் n = என் 1 கே n .

மணிக்கு கே=1 பிளவு எதிர்வினை நிலையானது, அதாவது. அனைத்து தலைமுறைகளிலும் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை ஒரே மாதிரியாக உள்ளது - நியூட்ரான்களின் பெருக்கம் இல்லை. உலையின் தொடர்புடைய நிலை சிக்கலானது என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மணிக்கு கே>1 கட்டுப்படுத்த முடியாத பனிச்சரிவு போன்ற சங்கிலி எதிர்வினை உருவாக்கம் சாத்தியமாகும், இது அணுகுண்டுகளில் நிகழ்கிறது. அணு மின் நிலையங்களில், ஒரு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட எதிர்வினை பராமரிக்கப்படுகிறது, இதில், கிராஃபைட் உறிஞ்சிகள் காரணமாக, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையான மட்டத்தில் பராமரிக்கப்படுகிறது.

சாத்தியம் அணு இணைவு எதிர்வினைகள் அல்லது தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகள், இரண்டு ஒளிக்கருக்கள் ஒரு கனமான கருவை உருவாக்கும் போது. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் ஐசோடோப்புகளின் கருக்களின் தொகுப்பு - டியூட்டீரியம் மற்றும் ட்ரிடியம் மற்றும் ஒரு ஹீலியம் கருவின் உருவாக்கம்:

இந்த வழக்கில், 17.6 வெளியிடப்பட்டது MeVஆற்றல், இது அணுக்கரு பிளவு வினையை விட ஒரு நியூக்ளியோனுக்கு நான்கு மடங்கு அதிகமாகும். ஹைட்ரஜன் குண்டுகளின் வெடிப்பின் போது இணைவு எதிர்வினை ஏற்படுகிறது. 40 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக, விஞ்ஞானிகள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினையை செயல்படுத்துவதில் பணியாற்றி வருகின்றனர், இது அணுசக்தியின் விவரிக்க முடியாத "ஸ்டோர்ஹவுஸ்" மனிதகுலத்திற்கு அணுகலை வழங்கும்.

21. கதிரியக்க கதிர்வீச்சின் உயிரியல் விளைவுகள்

கதிரியக்கப் பொருட்களின் கதிர்வீச்சு அனைத்து உயிரினங்களிலும் மிகவும் வலுவான விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது. ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமான கதிர்வீச்சு கூட, முழுமையாக உறிஞ்சப்படும்போது, ​​​​உடல் வெப்பநிலையை 0.00 1 ° C மட்டுமே அதிகரிக்கிறது, உயிரணுக்களின் முக்கிய செயல்பாட்டை சீர்குலைக்கிறது.

ஒரு உயிரணு என்பது ஒரு சிக்கலான பொறிமுறையாகும், இது அதன் தனிப்பட்ட பாகங்களுக்கு சிறிய சேதம் ஏற்பட்டாலும் இயல்பான செயல்பாட்டைத் தொடர முடியாது. இதற்கிடையில், பலவீனமான கதிர்வீச்சு கூட உயிரணுக்களுக்கு குறிப்பிடத்தக்க சேதத்தை ஏற்படுத்தும் மற்றும் ஆபத்தான நோய்களை (கதிர்வீச்சு நோய்) ஏற்படுத்தும். அதிக கதிர்வீச்சு தீவிரத்தில், உயிரினங்கள் இறக்கின்றன. ஆபத்தான அளவுகளில் கூட எந்த வலியையும் ஏற்படுத்தாது என்ற உண்மையால் கதிர்வீச்சின் ஆபத்து அதிகரிக்கிறது.

உயிரியல் பொருட்களை பாதிக்கும் கதிர்வீச்சின் வழிமுறை இன்னும் போதுமான அளவு ஆய்வு செய்யப்படவில்லை. ஆனால் இது அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் அயனியாக்கத்திற்கு கீழே வருகிறது மற்றும் இது அவற்றின் வேதியியல் செயல்பாட்டில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது என்பது தெளிவாகிறது. உயிரணுக்களின் கருக்கள் கதிர்வீச்சுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை, குறிப்பாக செல்கள் வேகமாகப் பிரிகின்றன. எனவே, முதலில், கதிர்வீச்சு எலும்பு மஜ்ஜையை பாதிக்கிறது, இது இரத்தத்தை உருவாக்கும் செயல்முறையை சீர்குலைக்கிறது. அடுத்து செரிமான மண்டலம் மற்றும் பிற உறுப்புகளின் செல்களுக்கு சேதம் ஏற்படுகிறது.

அணு ஆவணம்

டானிலோவா அணுகோர் டானிலோவ்"

கோர்களின் முக்கிய பண்புகளை நாங்கள் பட்டியலிடுகிறோம், அவை மேலும் விவாதிக்கப்படும்:

1. பிணைப்பு ஆற்றல் மற்றும் அணுக்கரு நிறை.
2. கர்னல் அளவுகள்.
3. அணுக்கருவை உருவாக்கும் நியூக்ளியோன்களின் அணு சுழற்சி மற்றும் கோண உந்தம்.
4. கரு மற்றும் துகள்களின் சமநிலை.
5. நியூக்ளியஸ் மற்றும் நியூக்ளியோன்களின் ஐசோஸ்பின்.
6. கருக்களின் நிறமாலை. தரை மற்றும் உற்சாகமான மாநிலங்களின் சிறப்பியல்புகள்.
7. நியூக்ளியஸ் மற்றும் நியூக்ளியோன்களின் மின்காந்த பண்புகள்.

1. பிணைப்பு ஆற்றல்கள் மற்றும் அணுக்கரு வெகுஜனங்கள்

நிலையான கருக்களின் நிறை, கருவில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள நியூக்ளியோன்களின் வெகுஜனங்களின் தொகையை விட குறைவாக உள்ளது; இந்த மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு கருவின் பிணைப்பு ஆற்றலை தீர்மானிக்கிறது:

(1.7) இல் உள்ள குணகங்கள் மாதிரி விநியோக வளைவுக்கும் சோதனைத் தரவுக்கும் இடையிலான சிறந்த ஒப்பந்தத்திற்கான நிபந்தனைகளிலிருந்து தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. அத்தகைய செயல்முறை வெவ்வேறு வழிகளில் மேற்கொள்ளப்படலாம் என்பதால், வெய்சாக்கர் ஃபார்முலா குணகங்களின் பல தொகுப்புகள் உள்ளன. பின்வருபவை பெரும்பாலும் (1.7) பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

a 1 = 15.6 MeV, a 2 = 17.2 MeV, a 3 = 0.72 MeV, a 4 = 23.6 MeV,

தன்னிச்சையான சிதைவைப் பொறுத்து கருக்கள் நிலையற்றதாக இருக்கும் சார்ஜ் எண் Z இன் மதிப்பை மதிப்பிடுவது எளிது.
அணு புரோட்டான்களின் கூலொம்ப் விரட்டல் அணுக்கருவை ஒன்றாக இழுக்கும் அணுசக்திகளின் மீது ஆதிக்கம் செலுத்தத் தொடங்கும் போது தன்னிச்சையான அணுச் சிதைவு ஏற்படுகிறது. அணு சிதைவின் போது மேற்பரப்பு மற்றும் கூலொம்ப் ஆற்றல்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கருத்தில் கொண்டு, அத்தகைய சூழ்நிலை ஏற்படும் அணு அளவுருக்களின் மதிப்பீடு செய்யப்படலாம். சிதைப்பது மிகவும் சாதகமான ஆற்றல் நிலைக்கு இட்டுச் சென்றால், கரு இரண்டு துண்டுகளாகப் பிரிக்கும் வரை தன்னிச்சையாக சிதைந்துவிடும். அளவு அடிப்படையில், அத்தகைய மதிப்பீட்டை பின்வருமாறு மேற்கொள்ளலாம்.
சிதைவின் போது, ​​மையமானது, அதன் அளவை மாற்றாமல், அச்சுகளுடன் கூடிய நீள்வட்டமாக மாறும் (படம் 1.2 ஐப் பார்க்கவும் ) :

இவ்வாறு, சிதைப்பது கருவின் மொத்த ஆற்றலை அளவு மூலம் மாற்றுகிறது

ஒரு குவாண்டம் அமைப்பிற்கான கிளாசிக்கல் அணுகுமுறையின் விளைவாக பெறப்பட்ட முடிவின் தோராயமான தன்மையை வலியுறுத்துவது மதிப்புக்குரியது - நியூக்ளியஸ்.

அணுக்கருவிலிருந்து நியூக்ளியோன்கள் மற்றும் கொத்துக்களைப் பிரிக்கும் ஆற்றல்கள்

நியூட்ரானை கருவில் இருந்து பிரிக்கும் ஆற்றல் சமம்

E பிரிக்கப்பட்டது = M(A–1,Z) + m n – M(A,Z) = Δ (A–1,Z) + Δ n – Δ (A,Z).

புரோட்டான் பிரிக்கும் ஆற்றல்

E தனி p = M(A–1,Z–1) + M(1 H) – M(A,Z) = Δ (A–1,Z–1) + Δ (1 H) – Δ (A, Z )

அணுக்கரு வெகுஜனங்களின் முக்கிய தரவு "அதிகப்படியான" வெகுஜனங்களின் அட்டவணைகள் Δ என்பதால், இந்த மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி பிரிப்பு ஆற்றல்களைக் கணக்கிடுவது மிகவும் வசதியானது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

E பிரிக்கப்பட்ட (12 C) = Δ (11 C) + Δ n - Δ (12 C) = 10.65 MeV + 8.07 MeV - 0 = 18.72 MeV.