![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Проблема соотношения чисел протонов и нейтронов
Опыт показывает, что для каждого числа нуклонов N = N p + N n существует некоторое оптимальное соотношение N p / N n, нарушение которого вызывает неустойчивость ядра. Рассмотрим основные причины этого обстоятельства. Во-первых, очевидно, что силы кулоновского отталкивания, действующие между заряженными протонами, снижают эффект притяжения, вызываемый ядерными силами, что, соответственно, уменьшает стабильность ядра. Отсюда следует вывод, что уменьшение доли протонов (при сохранении общего числа нуклонов) должно повышать устойчивость ядра. С этой точки зрения самым устойчивым типом ядер должны быть такие, которые состоят из одних нейтронов.
Следует подчеркнуть, что размер такого потенциального ящика чрезвычайно мал (10–15 м) и поэтому энергетические уровни нуклонов будут располагаться чрезвычайно высоко по шкале кинетической энергии. Оценка по стандартной формуле
Можно, однако, частично обойти запрет Паули, превратив половину нейтронов в протоны. Поскольку протон не тождественен нейтрону, каждое стационарное состояние может содержать не один нуклон, а протон-нейтронную пару. В итоге часть нуклонов получит возможность спуститься с высоких уровней на низкие. Таким образом, в ядре действуют два противоположных фактора: 1) тенденция снижения числа протонов до нуля, что приводит к понижению потенциальной энергии кулоновского отталкивания, и 2) тенденция к выравниванию чисел протонов и нейтронов, что приводит к уменьшению кинетической энергии нуклонов. Баланс между этими факторами и обеспечивает некоторое оптимальное соотношение чисел N p / N n, с некоторым преобладанием нейтронов (N p < N n). Для описания этого оптимального соотношения, при котором внутренняя энергия ядра становится минимально возможной, существует ряд формул. Примером может быть следующее выражение: N p = (N p + N n) / [1,98 + 0,015(N p + N n)2/3] При отклонении в ту или иную сторону от оптимального соотношения энергия ядра возрастает за счет усиления кулоновских взаимодействий (увеличение доли протонов) или возрастания кинетической энергии за счет действия принципа запрета Паули (увеличение доли нейтронов). Соответственно, ядро становится радиоактивным и подвергается определенному виду распада, направленного на восстановление необходимого баланса между протонами и нейтронами. Например, для ядра углерода С 14, содержащего 6 протонов и 8 нейтронов, оптимальным является другой состав: 7 протонов и 7 нейтронов. Баланс восстанавливается за счет превращения одного из нейтронов в протон по следующему уравнению: n ® p+ + e– + ` ne Законы сохранения требуют образования в качестве продуктов не только протона, но и двух других частиц — электрона (e–) и электронного антинейтрино (` ne), которые вылетают из ядра наружу и могут быть экспериментально обнаружены. Такой вариант радиоактивности, особенно характерный для нейтронно-избыточных ядер, называется электронным распадом (или b–-распадом). Напротив, в случае нейтронно-дефицитных ядер баланс восстанавливается за счет превращения одного из протонов в нейтрон: p+ ® n + e+ + ne В качестве дополнительных продуктов выступают позитрон (e+ ) и электронное нейтрино (ne). Такой вариант радиоактивности называется позитронным распадом (или b+-распадом). Date: 2015-09-05; view: 1059; Нарушение авторских прав |