Ядерные реакции

1. Энергетический выход ядерной реакции

1.1 Удельная энергия связи ядра

Чем больше нуклонов входит в ядро, тем большую работу надо совершить для расчленения его на составляющие нуклоны, т.е. энергия связи ядра является возрастающей функцией массового числа. При разделении ядра на две части возможны ситуации:  суммарная энергия связи осколков оказывается больше энергии связи исходного ядра;  суммарная энергия связи осколков оказывается меньше энергии связи исходного ядра; В первом случае при разделении ядра высвобождается энергия. Высвобождаемая энергия называется энергетическим выходом ядерного превращения (ядерной реакции деления). Во втором  нужна дополнительная энергия, чтобы осуществить разделение. Энергетический выход отрицательный.

П редсказание энергетического выхода становится простой процедурой, если пользоваться удельной энергией связи  энергией связи ядра, приходящейся на один нуклон. Далее будем обозначать ее буквой W. К настоящему времени проведены тщательные измерения масс ядер всех элементов и их изотопов и определены удельные энергии связи. Оказывается, что зависимость W(A) изображается довольно сложным графиком со множеством мелких зазубрин и впадин. Обработка экспериментальной зависимости W(A) позволила Бете и Вайцзекеру найти математическую функцию (эмпирическая формула Бете-Вайцзекера), имеющую плавный график, вокруг которого экспериментальные значения совершают колебания (см. рисунок 32). Экспериментальные значения и аппроксимирующая кривая приведены в учебнике (см., например, Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. “Физика 11”. М.: Просвещение, 1993, стр. 203). Кривая Бете-Вайцзекера имеет максимум в области A_m=65. Ядра с массовыми числами, меньшими A_m, называют легкими, а с большими  тяжелыми.