Friday, October 7, 2011

Tuumade seondumistugevus


Kõige tugevamalt on omavahel seotud ~60 nukleoniga nikli, raua ja kroomi paarisarvuliste neutronite ja prootonite arvuga isotoobid. Nukleon tähistab üksikut prootonit või neutronit. Seondumisenergia näitab kui palju tuleb energiat kulutada ühe nukleoni kohta, et tuuma lagundada. Sellised tuumad on kõige stabiilsemad olles sobimatud tuumade liitumise ja lagunemisega energia saamiseks kuna selliste reaktsioonide esile kutsumiseks tuleb rohkem energiat kulutada kui selle tagajärjel saaks. 

Võrdlusena kui nukleonide lahti saamiseks kulub kuni üle 8 miljoni elektronvoldi, siis elektrone saab aatomist lahti paari kuni üle 10 000 elektronvoldiga, mis jääb ka tugevamalt seondunud elektronidel üle 100 korra nõrgemaks nukleone siduvast jõust.

Tuumade mass on väiksem kui nendes olevate neutronite ja prootonite massid tuumast vabalt olles.
Massi erinevuse saab kokku võtta seosega: tuuma siduv jõud=Δmc2. Mida rohkem puudub tuumas massi seda tugevamalt püsib tuum koos. Näiteks heeliumi tuuma 2 prootonit ja 2 neutronit on ~0,75% vähem massiivsed kui need osakesed vabad ning tuuma üksikuteks nukleonideks lagundamine vajab ~28 miljonit elektronvolti. Kui paari elektronvoldise elektroni vabanemine võib tekitada paari elektronvoldise nähtava valguse footoni, siis tuumade lagunemisel tekib miljonite elektronvoltidega gamma kiirguse footoneid. 

Massi lisa või puudus keemilistel elementidel ühikuga tuhandik massist (allikas).

Seondumistugevus ühe nukeloni kohta. Umbes keskel olevast katkendjoonest paremale jäävad elemendid võivad rohkem energiat vabastada kui kulus nende poolestamiseks näiteks energilise neutroniga. Vasakul ääres on kuni 7 MeV seondumisjõuga elemendid, mille liitumisel vabanes rohkem energiat kui kulus nende kokku löömiseks näiteks kõrge temperatuuriga. Nikkel püsib tugevamalt koos kui raud kuid looduses ja tähtedes on raud üks tavaliseim element. Tähtedes tekib tuumade liitumisel raskemaid elemente kuni rauani ning supernoovade ajal toimub suurte energiakadudega rauast raskemate elementide tootmine.


No comments:

Post a Comment