65. Состав и характеристики атомного ядра. Ядерные силы и их свойства. Обменный характер ядерных сил.

Атомное ядро— центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса. Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и_нейтральных  нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия. Протон и нейтрон обладают собственным моментом количества движения, равным и связанным с ним магнитным моментом. Ядерные силы — силы удерживающие нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре. Свойства: - являются только силами притяжения, - намного больше электростатических сил Кулона, - не зависит от наличия заряда(взаимод-т протон и нейтрон, протон-протон, нейтрон и нейтрон),-взаимодействуют ограниченное кол-во нуклонов, - короткодействующие, проявляются на расстояниях порядка 10^-15м. Ядерные силы имеют обменный характер. Это проявляется в том, что силы, действующие между двумя ядерными частицами, рассматриваются как результат обмена между ними некоторой промежуточной частицей( Pi+ - мезоном).

66. Дефект массы и энергия связи ядра. Удельная энергия связи и ее зависимость от массового числа. Проблема источников энергии.

Дефе́кт ма́ссы (англ. mass excess) — разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покояатомного ядра этого нуклида, выраженная в атомных единицах массы. Обозначается обычно  .

Согласно соотношению Эйнштейна, энергия связи пропорциональна дефекту массы:

где   — дефект массы и с — скорость света в вакууме. Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). Удельной энергией связи ядра называется энергия связи, приходящаяся на один нуклон  Е_св/А. Зависимость 1. Удельная энергия связи не является постоянной величиной для различных ядер, т.е. прочность связи нуклонов в различных ядрах различна. Наиболее прочно нуклоны связаны в ядрах с массовыми числами в диапазоне примерно от 40 до 100. Для этой группы ядер удельная энергия связи равна примерно 8,7 МэВ/нуклон. 2. Удельная энергия связи ядер с массовым числом А > 100 уменьшается и для урана составляет 7,6 МэВ. 3. В легких ядрах удельная энергия связи уменьшается с уменьшением числа нуклонов в ядре. Характерным для кривой удельной энергии связи в этой группе ядер является наличие острых максимумов и минимумов. Максимальное значение удельной энергии связи приходится на ядра а минимальное – на ядра. Основная причина - рост энергопотребления. Хорошо это или плохо, но факт остаётся фактом - человечеству требуется всё больше и больше энергии. Идти по экстенсивному пути - тупо увеличивать добычу топлива и строить тепловые электростанции - это идти в тупик, причём по нескольким причинам. Первая - что сравнительная халява (нефть, залегающая сравнительноблизко к поверхности) рано или поздно закончится. Вторая и более существенная - загрязнение окружающей среды. Любое топливо - это не только углекислый газ и вода (которые как раз загрязнениями не являются), но и куча всякой прочей дряни - от соединений серы до тяжёлых металлов. Вот по этим двум причинам человечество и пытается а) найти альтернативу органическим топливам - а тут вариантов всего два: ядерная энергия и термоядерная, и б) поелику возможно повышать эффективность использования энергии. Отсюда и светодиодные лампочки, отсюда и гибридные автомобили, и "энергосберегающие технологии" и прочая.