Mint már említettük, egy atom háromféle elemi részecskéből áll: protonokból, neutronokból és elektronokból. Az atommag az atom központi része, amely protonokból és neutronokból áll. A protonoknak és a neutronoknak közös neve nukleon, az atommagban egymásba tudnak átalakulni. A legegyszerűbb atom magja - a hidrogénatom - egy elemi részecske - a proton - áll.

Az atommag átmérője körülbelül 10 -13 - 10 -12 cm, és az atom átmérőjének 0,0001-e. Azonban az atom szinte teljes tömege (99,95 - 99,98%) az atommagban koncentrálódik. Ha lehetséges lenne 1 cm 3 tiszta maganyagot nyerni, annak tömege 100-200 millió tonna lenne. Az atommag tömege több ezerszer nagyobb, mint az atomot alkotó összes elektron tömege.

Proton– elemi részecske, a hidrogénatom magja. A proton tömege 1,6721x10-27 kg, ami 1836-szor nagyobb, mint egy elektron tömege. Az elektromos töltés pozitív és 1,66x10 -19 C. A coulomb az elektromos töltés mértékegysége, amely megegyezik a vezető keresztmetszetén 1 A (amper) állandó áram mellett 1 s alatt áthaladó elektromossággal.

Bármely elem minden atomja bizonyos számú protont tartalmaz az atommagban. Ez a szám egy adott elemre állandó, és meghatározza annak fizikai ill Kémiai tulajdonságok. Vagyis a protonok száma határozza meg, hogy milyen kémiai elemmel van dolgunk. Például, ha egy proton van az atommagban, az hidrogén, ha 26 proton, akkor vas. Az atommagban lévő protonok száma meghatározza az atommag töltését (Z töltésszám), ill. sorozatszám elem az elemek periódusos rendszerében D.I. Mengyelejev (az elem rendszáma).

Nneutron– elektromosan semleges részecske, amelynek tömege 1,6749 x10 -27 kg, az elektron tömegének 1839-szerese. A szabad állapotban lévő neuron instabil részecske, egymástól függetlenül protonná alakul elektron és antineutrínó kibocsátásával. A neutronok felezési ideje (az az idő, amely alatt az eredeti neutronszám fele lebomlik) körülbelül 12 perc. A stabil atommagok belsejében kötött állapotban azonban stabil. Teljes szám Az atommagban lévő nukleonokat (protonokat és neutronokat) tömegszámnak (atomtömeg - A) nevezzük. Az atommagban lévő neutronok száma megegyezik a tömeg- és töltésszámok különbségével: N = A – Z.

Elektron– elemi részecske, a legkisebb tömegű hordozó – 0,91095x10 -27 g és a legkisebb elektromos töltés – 1,6021x10 -19 C. Ez egy negatív töltésű részecske. Az atomban lévő elektronok száma megegyezik az atommagban lévő protonok számával, azaz. az atom elektromosan semleges.

Pozitron– pozitív elektromos töltésű elemi részecske, az elektronhoz viszonyított antirészecske. Az elektron és a pozitron tömege egyenlő, az elektromos töltések abszolút értékűek, de ellentétes előjelűek.

A különböző típusú magokat nuklidoknak nevezzük. A nuklid egy adott számú protonnal és neutronnal rendelkező atom. A természetben ugyanannak az elemnek különböző atomtömegű (tömegszámú) atomjai vannak: 17 35 Cl, 17 37 Cl stb. Ezeknek az atomoknak a magjai ugyanannyi protont, de eltérő számú neutront tartalmaznak. Ugyanazon elem atomjainak változatait, amelyek azonos magtöltéssel, de eltérő tömegszámmal rendelkeznek izotópok . Az azonos számú protonnal rendelkező, de a neutronok számában eltérő izotópoknak azonos az elektronhéj szerkezete, azaz. nagyon hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, és ugyanazt a helyet foglalják el a kémiai elemek periódusos rendszerében.

Az izotópokat a megfelelő szimbólum jelöli kémiai elem a bal felső sarokban található A index - a tömegszám, néha a protonok száma (Z) is a bal alsó sarokban található. Például a foszfor radioaktív izotópjait 32 P, 33 P vagy 15 32 P és 15 33 P jelöléssel látják el. Ha izotópot jelölünk ki az elem szimbólumának feltüntetése nélkül, a tömegszámot az elem megjelölése után adjuk meg, például foszfor - 32, foszfor - 33.

A legtöbb kémiai elemnek több izotópja van. Az 1H-protium hidrogénizotóp mellett ismert a nehézhidrogén-2H-deutérium és a szupernehéz hidrogén-3H-trícium. Az uránnak 11 izotópja van, a természetes vegyületekben három (urán 238, urán 235, urán 233). 92 protonjuk, illetve 146 143, illetve 141 neutronjuk van.

Jelenleg 108 kémiai elem több mint 1900 izotópja ismert. Ezek közül a természetes izotópok közé tartozik az összes stabil (kb. 280 db) és természetes izotóp, amely a radioaktív családok részét képezi (46 db). A többit mesterségesnek minõsítik, különbözõ hatások eredményeként mesterségesen nyerik el nukleáris reakciók.

Az „izotópok” kifejezést csak olyan esetekben szabad használni, amikor arról beszélünk ugyanazon elem atomjairól, például a 12 C és 14 C szénizotópokról. Ha különböző kémiai elemek atomjaira gondolunk, akkor javasolt a „nuklidok” kifejezés használata, például a 90 Sr, 131 J, 137 Cs radionuklidok. .

>>Épület atommag. Nukleáris erők

104. § AZ ATOMMAG SZERKEZETE. NUKLEÁRIS ERŐK

Közvetlenül azután, hogy Chadwick kísérletei során felfedezték a neutront, szovjet fizikus D. D. Ivanenko és W. Heisenberg német tudós 1932-ben javasolta az atommag proton-neutron modelljét. A nukleáris átalakulások későbbi tanulmányai megerősítették, és ma már általánosan elfogadott.

Az atommag proton-neutron modellje. A proton-neutron modell szerint az atommagok kétféle elemi részecskéből állnak - protonokból és neutronokból.

Mivel összességében az atom elektromosan semleges, és a proton töltése egyenlő az e-elektron töltési modulusával, az atommagban lévő protonok száma megegyezik az atomhéjban lévő elektronok számával . Következésképpen az atommagban lévő protonok száma megegyezik a D. I. Mengyelejev elemeinek periódusos rendszerében szereplő Z elem rendszámával.

Az atommagban lévő Z protonok és N neutronok számának összegét tömegszámnak nevezzük, és A betűvel jelöljük:

A = Z + N. (13.2)

A proton és a neutron tömege közel van egymáshoz, és mindegyik megközelítőleg egyenlő egy atomtömeg-egységgel. Az atomban lévő elektronok tömege sokkal kisebb, mint az atommag tömege. Ezért az atommag tömegszáma egyenlő a relatív tömegszámmal egész számra kerekítve atomtömeg elem. A tömegszámok úgy határozhatók meg, hogy hozzávetőlegesen megmérik az atommagok tömegét olyan műszerekkel, amelyek nem túl pontosak.

Az izotópok azonos értékű, de eltérő A tömegszámú atommagok, azaz különböző számú neutronnal.

Nukleáris erők. Mivel az atommagok nagyon stabilak, a protonokat és a neutronokat bizonyos erőknek, mégpedig nagyon erőseknek kell az atommag belsejében tartaniuk. Mik ezek az erők? Azonnal kijelenthetjük, hogy ez nem így van gravitációs erők amelyek túl gyengék. Az atommag stabilitása sem magyarázható elektromágneses erőkkel, hiszen a hasonló töltésű protonok között elektromos taszítás működik. A neutronoknak pedig nincs elektromos töltésük.

Ez azt jelenti, hogy a nukleáris részecskék - protonok és neutronok (ezeket nukleonoknak nevezik) - között speciális erők vannak, amelyeket nukleáris erőknek neveznek.

Melyek a nukleáris erők fő tulajdonságai? A nukleáris erők körülbelül 100-szor nagyobbak, mint az elektromos (Coulomb) erők. Ezek a legtöbbek hatalmas erők minden létező, a természetben rothadó dologról. Ezért a nukleáris részecskék közötti kölcsönhatásokat gyakran erős kölcsönhatásoknak nevezik.

Az erős kölcsönhatások nemcsak a magban lévő nukleonok kölcsönhatásaiban nyilvánulnak meg. Ez az elektromágneses kölcsönhatások mellett a legtöbb elemi részecskében rejlő speciális kölcsönhatás.

A nukleáris erők másik fontos jellemzője a rövid hatótávolság. Az elektromágneses erők viszonylag lassan gyengülnek a távolság növekedésével. A nukleáris erők észrevehetően csak az atommag méretével megegyező távolságban mutatkoznak meg (10 -12 -10 -13 cm), amit már Rutherford kísérletei is megmutattak a részecskék atommagok általi szórásával kapcsolatban. Az atomerők úgyszólván „nagyon rövid karokkal rendelkező hősök”. A nukleáris erők teljes mennyiségi elméletét még nem dolgozták ki. Fejlesztésében jelentős előrelépés történt a közelmúltban - az elmúlt 10-15 évben.

Az atommagok protonokból és neutronokból állnak. Ezeket a részecskéket nukleáris erők tartják az atommagban.

Melyek az atomerők fő jellemzői!

Az óra tartalma leckejegyzetek keretóra prezentációgyorsítási módszerek támogatása interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önellenőrző műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélési kérdések szónoki kérdéseket diákoktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fényképek, képek, grafikák, táblázatok, diagramok, humor, anekdoták, viccek, képregények, példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek trükkök a kíváncsi kiságyak tankönyvek alap- és kiegészítő szótár egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben, innováció elemei a leckében, az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckék naptári terv egy évre iránymutatásokat vitaprogramok Integrált leckék

Atommag
Atommag

Atommag - az atom központi és nagyon kompakt része, amelyben szinte teljes tömege és minden pozitív elektromos töltése koncentrálódik. Az atommag, amely a Coulomb-erők által olyan mértékben tartja magához az elektronokat, hogy kompenzálja a pozitív töltését, semleges atomot képez. A legtöbb atommag alakja közel gömb alakú, átmérője pedig ≈ 10-12 cm, ami négy nagyságrenddel kisebb, mint egy atom átmérője (10-8 cm). Az anyag sűrűsége a magban körülbelül 230 millió tonna/cm 3 .
Az atommagot 1911-ben fedezték fel az alfa-részecskék vékony arany- és platinafóliák általi szórására irányuló kísérletsorozat eredményeként, amelyet Cambridge-ben (Anglia) végeztek E. Rutherford irányításával. 1932-ben, miután J. Chadwick felfedezte a neutront, világossá vált, hogy az atommag protonokból és neutronokból áll
(V. Heisenberg, D. D. Ivanenko, E. Majorana).
Az atommag megjelölésére az atommagot tartalmazó atom kémiai elemének szimbólumát használjuk, ennek a szimbólumnak a bal felső indexe az ebben az atommagban lévő nukleonok számát (tömegszámát), a bal alsó index pedig a protonok száma benne. Például egy nikkelmagot jelölnek, amely 58 nukleont tartalmaz, amelyből 28 proton. Ugyanezt a magot 58 Ni-nek vagy nikkel-58-nak is nevezhetjük.

Az atommag egy sűrűn csomagolt protonok és neutronok rendszere, amelyek 10 9-10 10 cm/s sebességgel mozognak, és erős és rövid hatótávolságú, kölcsönös vonzású nukleáris erők tartják őket (hatásterületük ≈ távolságra korlátozódik). 10-13 cm). A protonok és a neutronok körülbelül 10-13 cm méretűek, és kettőnek tekinthetők különböző államok egy részecskét nukleonnak neveznek. Az atommag sugara hozzávetőlegesen az R ≈ (1,0-1,1)·10 -13 A 1/3 cm képlettel becsülhető meg, ahol A a nukleonok száma (a protonok és neutronok összes száma) az atommagban. ábrán. Az 1. ábra azt mutatja be, hogyan változik az anyag sűrűsége (10 14 g/cm 3 egységekben) egy 28 protonból és 30 neutronból álló nikkelmagban, a középponttól mért r távolságtól függően (10-13 cm-es egységekben). a magról.
A nukleáris kölcsönhatás (a magban lévő nukleonok közötti kölcsönhatás) annak a ténynek köszönhető, hogy a nukleonok mezonokat cserélnek. Ez a kölcsönhatás a nukleonokat és mezonokat alkotó kvarkok közötti alapvetőbb erős kölcsönhatás megnyilvánulása (ugyanúgy, ahogy a molekulákban lévő kémiai kötőerő az alapvetőbb elektromágneses erők megnyilvánulása).
Az atommagok világa nagyon változatos. Körülbelül 3000 atommag ismert, amelyek különböznek egymástól vagy a protonok számában, vagy a neutronok számában, vagy mindkettőben. Legtöbbjüket mesterségesen nyerik.
Csak 264 mag stabil, i.e. nem tapasztalnak semmiféle spontán átalakulást az idő múlásával, amelyeket bomlásnak neveznek. A többiek a bomlás különféle formáit tapasztalják - alfa-bomlás (alfa részecske, azaz egy hélium atommag kibocsátása); béta-bomlás (elektron és antineutrínó vagy pozitron és neutrínó egyidejű emissziója, valamint atomi elektron abszorpciója neutrínó kibocsátásával); gamma-bomlás (foton emisszió) és mások.
A különböző típusú magokat gyakran nuklidoknak nevezik. Azonos protonszámú nuklidok és különböző számok a neutronokat izotópoknak nevezzük. Az azonos számú nukleont tartalmazó, de eltérő proton- és neutronarányú nuklidokat izobároknak nevezzük. A könnyű atommagok megközelítőleg azonos számú protont és neutront tartalmaznak. A nehéz atommagokban a neutronok száma körülbelül 1,5-szer nagyobb, mint a protonok száma. A legkönnyebb atommag a hidrogénatom magja, amely egy protonból áll. A legnehezebb ismert magok (ezeket mesterségesen nyerik) ≈290 nukleonszámúak. Ebből 116-118 proton.
A Z protonok és a neutronok számának különböző kombinációi különböző atommagoknak felelnek meg. Az atommagok léteznek (azaz élettartamuk t > 10-23 s) a Z és N szám változásának meglehetősen szűk tartományában. Ezenkívül minden atommag két nagy csoportra oszlik - stabilra és radioaktívra (instabilra). A stabil magok a stabilitási vonal közelében vannak csoportosítva, amelyet az egyenlet határoz meg

Rizs. 2. Az atommagok NZ diagramja.

ábrán. A 2. ábra az atommagok NZ diagramját mutatja. A fekete pontok stabil magokat jeleznek. Azt a régiót, ahol a stabil magok találhatók, általában a stabilitás völgyének nevezik. A stabil atommagok bal oldalán protonokkal túlterhelt magok (protonban gazdag magok), jobb oldalon neutronokkal túlterhelt atommagok (neutronban gazdag atommagok) találhatók. A jelenleg felfedezett atommagok színnel vannak kiemelve. Körülbelül 3,5 ezer van belőlük. Összesen 7 – 7,5 ezernek kell lennie. A protonban gazdag (málna színű) atommagok radioaktívak, és főként β + bomlás következtében stabilakká alakulnak, az atommagban lévő proton neutronná alakul. A neutronban gazdag atommagok (kék színű) szintén radioaktívak, és a - - bomlás eredményeként, az atommag neutronjának protonná alakulásával stabilizálódnak.
A legnehezebb stabil izotópok az ólom (Z = 82) és a bizmut (Z = 83) izotópjai. A nehéz magok a β + és β - bomlási folyamatokkal együtt szintén ki vannak téve α-bomlásnak ( sárga) és a spontán hasadás, amelyek a fő bomlási csatornáikká válnak. A szaggatott vonal az ábrán. A 2. ábra felvázolja az atommagok lehetséges létezésének régióját. A B p = 0 egyenes (B p a protonleválás energiája) határolja az atommagok létezési tartományát a bal oldalon (protoncsepp-vonal). B vonal n = 0 (B n – neutronleválasztási energia) – a jobb oldalon (neutroncsepp-vezeték). Ezeken a határokon kívül nem létezhetnek atommagok, mivel jellegzetes módon bomlanak. atomidő(~10 -23 – 10 -22 s) nukleonok kibocsátásával.
Amikor két könnyű atommag egyesül (szintézis), és egy nehéz atommagot két könnyebb részre oszt, nagy mennyiségű energia szabadul fel. Ez a két energiaszerzési módszer a leghatékonyabb az összes ismert közül. Tehát 1 gramm nukleáris üzemanyag 10 tonnának felel meg kémiai üzemanyag. A magfúzió (termonukleáris reakciók) a csillagok energiaforrása. Az ellenőrizetlen (robbanásveszélyes) fúzió akkor következik be, amikor egy termonukleáris (vagy úgynevezett „hidrogén”) bombát felrobbantanak. A szabályozott (lassú) fúzió egy ígéretes, fejlesztés alatt álló energiaforrás – egy termonukleáris reaktor – alapja.
Kontrollálatlan (robbanásveszélyes) hasadás akkor következik be, amikor egy atombomba felrobban. A szabályozott hasadást atomreaktorokban végzik, amelyek az atomerőművek energiaforrásai.
Az atommagok elméleti leírására kvantummechanikát és különféle modelleket használnak.
Az atommag gázként (kvantumgáz) és folyadékként (kvantumfolyadék) is viselkedhet. A hideg nukleáris folyadék szuperfolyékony tulajdonságokkal rendelkezik. Az erősen felhevült magban a nukleonok kvarkjaikká bomlanak. Ezek a kvarkok gluonok cseréjével lépnek kölcsönhatásba. Ennek a bomlásnak az eredményeként a magban lévő nukleonok új halmazállapotába - kvark-gluon plazmába - alakul át.

Az atommag az atom központi része, amelyben tömegének nagy része (több mint 99,9%) koncentrálódik. Az atommag pozitív töltésű, az atommag töltését az a kémiai elem határozza meg, amelyhez az atom tartozik. A különböző atomok magjainak mérete több femtométer, ami több mint 10 ezerszer kisebb, mint magának az atomnak a mérete.

Az atommagot, amelyet bizonyos számú protonnal és neutronnal rendelkező részecskék osztályának tekintenek, általában nuklidnak nevezik. Az atommagban lévő protonok számát töltésszámnak nevezzük - ez a szám egyenlő annak az elemnek a rendszámával, amelyhez az atom tartozik a táblázatban ( Periódusos táblázat elemei) Mengyelejev. Az atommagban lévő protonok száma határozza meg a szerkezetet elektronhéj semleges atom és így a megfelelő elem kémiai tulajdonságai. Az atommagban lévő neutronok számát izotópszámnak nevezzük. Az azonos számú protonnal és különböző számú neutronnal rendelkező magokat izotópoknak nevezzük.

1911-ben Rutherford a Manchester Filozófiai Társaságnál „Az α- és β-sugarak szórása és az atom szerkezete” című jelentésében kijelentette:

A töltött részecskék szétszóródása azzal magyarázható, hogy feltételezünk egy olyan atomot, amely egy pontban koncentrált központi elektromos töltésből áll, és egy azonos nagyságú ellentétes elektromosság egyenletes gömbeloszlása ​​veszi körül. Az atom ilyen elrendezésével az α- és β-részecskék, amikor az atom középpontjától közeli távolságban elhaladnak, nagy eltéréseket tapasztalnak, bár az ilyen eltérés valószínűsége kicsi.

Így Rutherford felfedezte az atommagot, és ettől a pillanattól kezdve elkezdődött a magfizika, amely az atommagok szerkezetét és tulajdonságait tanulmányozta.

Az elemek stabil izotópjainak felfedezése után a legkönnyebb atom magját jelölték ki az összes atommag szerkezeti részecskéjének szerepével. 1920 óta a hidrogénatom atommagjának hivatalos neve proton. Az atommag szerkezetének köztes proton-elektron elmélete után, amelynek számos nyilvánvaló hiányossága volt, mindenekelőtt ellentmondott a spin mérések kísérleti eredményeinek, ill. mágneses momentumok 1932-ben James Chadwick felfedezett egy új, elektromosan semleges részecskét, a neutront. Ugyanebben az évben Ivanenko és egymástól függetlenül Heisenberg feltételezte az atommag proton-neutron szerkezetét. Ezt követően a magfizika és alkalmazásai fejlődésével ez a hipotézis teljes mértékben beigazolódott.

Radioaktivitás

Radioaktív bomlás (a latin radius „ray” és āctīvus „aktív” szóból) - az összetétel spontán változása (Z töltés, A tömegszám) ill. belső szerkezet instabil atommagok elemi részecskék, gamma sugarak és/vagy magtöredékek kibocsátásával. A radioaktív bomlás folyamatát radioaktivitásnak is nevezik, és a megfelelő magok (nuklidok, izotópok és kémiai elemek) radioaktívak. A radioaktív magokat tartalmazó anyagokat radioaktívnak is nevezik.

A radioaktív bomlás törvénye Frederick Soddy és Ernest Rutherford által kísérletileg felfedezett és 1903-ban megfogalmazott törvény. A törvény modern megfogalmazása:

ami azt jelenti, hogy egy tetszőleges anyagban a t időintervallum alatt bekövetkező bomlások száma arányos a mintában lévő adott típusú radioaktív atomok N számával.

Abban matematikai kifejezésλ a bomlási állandó, amely az egységnyi idő alatt bekövetkező radioaktív bomlás valószínűségét jellemzi, és mérete c −1. A mínusz jel a radioaktív magok számának időbeli csökkenését jelzi. A törvény kifejezi a radioaktív atommagok bomlásának egymástól és az időtől való függetlenségét: egy adott atommag bomlásának valószínűsége minden további időegységben nem függ a kísérlet kezdete óta eltelt időtől és a a mintában maradt magok száma.

A megoldás erre differenciálegyenlet a következő formában van:

Vagy ahol T az a felezési idő, amely megegyezik azzal az idővel, amely alatt a radioaktív atomok száma vagy a minta aktivitása 2-szeresére csökken.

12. Nukleáris reakciók.

A magreakció az atommag és egy másik atommag vagy elemi részecske közötti kölcsönhatás folyamata, amelyet az atommag összetételének és szerkezetének megváltozása kísér. A kölcsönhatás következménye lehet maghasadás, elemi részecskék vagy fotonok kibocsátása. Az újonnan képződött részecskék mozgási energiája jóval nagyobb lehet, mint az eredetié, és magreakcióval történő energiafelszabadulásról beszélnek.

A nukleáris reakciók típusai

A maghasadási reakció az a folyamat, amikor egy atommag két (ritkábban három) hasonló tömegű magra hasad, ezeket hasadási fragmentumoknak nevezzük. A hasadás következtében más reakciótermékek is keletkezhetnek: könnyű atommagok (főleg alfa-részecskék), neutronok és gamma-sugarak. A hasadás lehet spontán (spontán) és kényszerített (más részecskékkel, elsősorban neutronokkal való kölcsönhatás eredményeként). A nehéz atommagok hasadása exoenergetikus folyamat, melynek eredményeként a nagyszámú energia a reakciótermékek kinetikus energiája, valamint a sugárzás formájában.

Az atommaghasadás energiaforrásként szolgál az atomreaktorokban és az atomfegyverekben.

A magfúziós reakció az a folyamat, amikor két atommag egy új, nehezebb atommagot képez.

Az új mag mellett a fúziós reakció során rendszerint különféle elemi részecskékés (vagy) az elektromágneses sugárzás kvantumait.

Külső energia ellátása nélkül az atommagok fúziója lehetetlen, mivel a pozitív töltésű atommagok elektrosztatikus taszító erőket tapasztalnak - ez az úgynevezett „Coulomb-gát”. Az atommagok szintetizálásához közel 10-15 m távolságra kell őket megközelíteni, ahol az erős kölcsönhatás meghaladja az elektrosztatikus taszítás erejét. Ez akkor lehetséges, ha a közeledő magok kinetikus energiája meghaladja a Coulomb-gátat.

Fotonukleáris reakció

Amikor egy gamma-kvantum elnyelődik, az atommag többletenergiát kap anélkül, hogy a nukleonösszetétele megváltozna, a többletenergiával rendelkező mag pedig összetett mag. Más magreakciókhoz hasonlóan a gamma-kvantum mag általi elnyelése csak akkor lehetséges, ha a szükséges energia- és spinviszonyok teljesülnek. Ha az atommagba átvitt energia meghaladja a magban lévő nukleon kötési energiáját, akkor a keletkező összetett mag bomlása leggyakrabban nukleonok, főként neutronok kibocsátásával megy végbe.

A nukleáris reakciók rögzítése

A magreakciók képleteinek felírásának módja hasonló a kémiai reakciók képleteihez, vagyis az eredeti részecskék összegét a bal oldalon, a kapott részecskék (reakciótermékek) összegét a jobb oldalon, és egy nyilat helyezünk közéjük.

Így a neutron kadmium-113 atommag általi sugárzási befogásának reakciója a következőképpen írható le:

Azt látjuk, hogy a jobb és bal oldali protonok és neutronok száma változatlan marad (a barionszám megmarad). Ugyanez vonatkozik az elektromos töltésekre, a leptonszámokra és más mennyiségekre (energia, impulzus, szögimpulzus stb.). Egyes reakciókban, ahol a gyenge kölcsönhatás is szerepet játszik, a protonok neutronokká alakulhatnak, és fordítva, de összszámuk nem változik.

AZ ATOMMAG SZERKEZETE

1932-ben miután a tudósok felfedezték a protont és a neutront, D.D. Ivanenko (Szovjetunió) és W. Heisenberg (Németország) jelöltek Az atommag proton-neutron modellje.

E modell szerint:
- minden kémiai elem magja nukleonokból áll: protonokból és neutronokból
- a nukleáris töltés csak a protonoknak köszönhető
- az atommagban lévő protonok száma megegyezik az elem rendszámával
- a neutronok száma egyenlő a tömegszám és a protonok számának különbségével (N=A-Z)

Core szimbólum kémiai elem atomja:

X – kémiai elem szimbólum

A a tömegszám, amely a következőket mutatja:
- az atommag tömege teljes atomtömeg egységekben (amu)
(1 amu = a szénatom tömegének 1/12-e)
- a nukleonok száma a sejtmagban
- (A = N + Z), ahol N az atommagban lévő neutronok száma

Z – töltésszám, amely a következőket mutatja:
- magtöltés elemiben elektromos töltések(pl. z.)
(1 e.e.z. = elektrontöltés = 1,6 x 10 -19 C)
- protonok száma
- az elektronok száma egy atomban
- sorszám a periódusos rendszerben

Az atommag tömege mindig kisebb, mint az azt alkotó szabad protonok és neutronok nyugalmi tömegének összege.
Ez azzal magyarázható, hogy az atommagban lévő protonok és neutronok nagyon erősen vonzódnak egymáshoz. Elválasztásuk sok munkát igényel. Ezért az atommag teljes nyugalmi energiája nem egyenlő az alkotó részecskéinek nyugalmi energiájával. Ez kevesebb a nukleáris gravitációs erők leküzdéséhez szükséges munkával.
Az atommag tömege és a protonok és neutronok tömegének összege közötti különbséget tömeghibának nevezzük.

Emlékezzen az "Atomfizika" témára a 9. osztály számára:

Radioaktivitás.
Radioaktív átalakulások.
Az atommag összetétele. Nukleáris erők.
A kommunikáció energiája. Tömeghiba
Az uránmagok hasadása.
Nukleáris láncreakció.
Nukleáris reaktor.
Termonukleáris reakció.

További oldalak az "Atomfizika" témában a 10-11. osztály számára:

HOGYAN TANULMÁNYOZTUNK AZ ATOMOT

Az atom protonokból és neutronokból álló mag, amely körül elektronok keringenek. Az atomok méretei ezred mikron. De van több is óriás "atomok" körülbelül 10 kilométer átmérőjű. Ilyen „atomot” először 1967-ben fedeztek fel, és mára több mint ezren ismertek belőlük. Ez neutroncsillagok – szupernóva-maradványok, amelyek valójában hatalmas atommagok, 90%-ban neutronokból és 10%-ban protonokból állnak, és elektronok „atmoszférája” veszi körül.
___

Az 1920-as években egy fiatal fizikus E. Rutherfordnál internált. Két hónappal később Rutherford magához hívta, és azt mondta neki, hogy semmi sem fog menni. "Miért? Végül is napi 20 órát dolgozom!?" - tiltakozott a fiatalember. "Ez rossz! Te nem maradt idő gondolkozni! "- válaszolta Rutherford.

1908-ban a híres fizikus Ernest Rutherford azt mondta, hogy a természetben sok átalakulással foglalkozott, de aligha volt képes előre látni egy ilyen pillanatnyi átalakulást. – A fizikusoktól a vegyészekig! 1908-ban E. Rutherford kapott Nóbel díj kémiában az atomkutatás területén végzett munkájáért. Azokban az években az atom szerkezetével és a radioaktivitással kapcsolatos kutatásokat a kémia körébe sorolták.