Ядродағы нуклондардың байланыс энергиясы

Ереже: Байланыс энергиясы — ядроны өзара әсерлеспейтін еркін нуклондарға толық ажыратуға қажетті ең аз энергия. Кері бағытта сол құрамдағы нуклондардан ядро түзілгенде бұл энергия бөлінеді.

Қолдану: Шарт жалпы байланыс энергиясын 120 МэВ деп береді. Сондықтан толық ажыратуға кемінде 120 МэВ берілуі керек; артық берілген энергия өнімдердің кинетикалық энергиясына не басқа қозуға кетуі мүмкін.

Қате нұсқалар: B) Байланысқан ядроны өздігінен энергиясыз толық еркін нуклондарға ажыратуға болмайды; берілген 120 МэВ тосқауылын өтеу керек.

C) Жеке нуклондардан ядро түзілгенде энергия бөлінеді; кері ажырату процесінде сол энергия жұмсалады.

D) 120 МэВ жалпы байланыс энергиясы деп берілген; бір нуклонға келетін мән үшін оны A-ға бөлу қажет.

E) Байланыс энергиясын екіге бөлуге негіз жоқ; ол ядроны барлық жеке нуклондарға толық ажыратуға қажетті энергияның өзі. Ишара: Толық ажырату процесінің энергия бағытын ядро түзілуімен салыстыр.

Ереже: Ядро түзілгенде энергия бөлінсе, байланысқан жүйенің тыныштық массасы азаяды. Массалар ақауы еркін құрамдастар массалары қосындысының ядро массасынан артық бөлігін көрсетеді.

Қолдану: Жеке нуклондар массаларын қоссақ Σm, ал дайын ядро массасы M болады. Байланысқан жүйе үшін Σm > M, сондықтан Δm = Σm−M оң; оған Eбайл = Δmc² энергиясы сәйкес келеді.

Қате нұсқалар: A) Байланысқан ядро массасы еркін нуклондар қосындысынан кіші; бұл ретпен айырма теріс болар еді.

B) Бұл өлшемсіз қатынас, массалық айырма емес; массалар ақауы масса бірлігімен өлшенуі тиіс.

C) Нуклон санының сақталуы тыныштық массалар қосындысының сақталуын білдірмейді; жүйенің байланыс энергиясы бар.

D) Екі массаны қосу байланыс нәтижесінде азайған массаны бермейді; ақау айырма арқылы анықталады. Ишара: Энергия бөлінгеннен кейінгі жүйенің тыныштық массасы қай жағында аз екенін анықта.

Ереже: Масса мен энергия Eбайл = Δmc² арқылы байланысады. Массалар ақауы u бірлігінде берілсе, оның сандық мәнін 931,5 МэВ/u энергия коэффициентіне көбейтеміз.

Қолдану: Eбайл = 0,030·931,5 = 27,945 МэВ ≈ 27,9 МэВ. Нәтиже 1u-ға сәйкес 931,5 МэВ-тен әлдеқайда аз болуы керек, өйткені ақау 1u-дың үш пайызына тең.

Қате нұсқалар: A) 0,030·931,5 = 27,945; ондық үтірді бір орынға қате жылжыту нәтижені он есе арттырады.

B) Бұл толық 1u массаның энергия эквиваленті; берілген ақау оның 0,030 бөлігі ғана.

D) u — масса бірлігі, МэВ — энергия бірлігі; санды өзгертпей бірлікті ғана ауыстыруға болмайды.

E) 0,030-ды 931,5-ке бөлу масса-энергия сәйкестігін керісінше қолданады; берілген энергия эквивалентіне көбейту қажет. Ишара: 1u-дың энергиясына берілген массаның үлесін көбейт.

Ереже: Меншікті байланыс энергиясы — толық байланыс энергиясының нуклон санына қатынасы: εбайл = Eбайл/A. Ол әртүрлі массалық санды ядроларды салыстыруға көмектеседі.

Қолдану: Ядрода 20 нуклон бар, сондықтан 160 МэВ энергияның бір нуклонға келетін орташа мөлшері 160/20 = 8,0 МэВ/нуклон. Кері тексерсек 8,0·20 = 160 МэВ.

Қате нұсқалар: A) A = 20 орнына 10-ға бөлу жасалған; массалық сан барлық нуклондардың санын білдіреді.

C) 160 МэВ барлық 20 нуклонға арналған жалпы мән; оны бір нуклонға түгел жатқызуға болмайды.

D) Толық энергияны нуклон санына көбейту емес, бөлу керек; бір нуклонға орташа үлес ізделеді.

E) Бұл 20/160 кері қатынасы; оның физикалық бірлігі нуклон/МэВ болады. Ишара: Бір нуклонға келетін мәнді табу үшін толық энергияны барлық нуклон санына бөл.

Ереже: Бір нуклонға шаққандағы байланыс Eбайл/A арқылы салыстырылады. Толық байланыс энергиясы жалғыз өзі әртүрлі A бар ядролардың осы көрсеткішін салыстыруға жеткіліксіз.

Қолдану: X үшін 320/40 = 8,0, Y үшін 1500/200 = 7,5 МэВ/нуклон. Демек X-тің бір нуклонға келетін байланысы жоғары. Бұл бір көрсеткіштен барлық мүмкін ыдырау арналары туралы толық қорытынды шықпайды.

Қате нұсқалар: A) Толық энергия көп нуклоннан да өсуі мүмкін; бір нуклонға шаққандағы салыстыру үшін әр энергияны өз A санына бөлу керек.

B) Бұл A/Eбайл кері қатынастарын есептеу; меншікті энергияның анықтамасы Eбайл/A.

C) Байланысқан болуы меншікті байланыс энергияларының теңдігін білдірмейді; берілген қатынастар әртүрлі.

E) Энергияны A-ға көбейту бір нуклонға келетін энергияны бермейді; бұл мөлшерді қалыпқа келтірудің орнына арттырады. Ишара: Әр ядроның энергиясын өз массалық санына бөлек бөл.