2. Atomové jádro




Дата канвертавання22.04.2016
Памер13.3 Kb.

2. Atomové jádro





  • p + n; centrum + náboje a hmoty (m(p) či m(n) 2000 m(e)); průměr jádra 10-15 m (atomu 10-10 m)


Jaderná potenciálová jáma a bariéra:



Hladinový model jádra:


  • p i n mají spin 1/2 a ve společném (ale zvlášť p a n) silovém poli platí Pauliho princip – každá částice musí být v jiném kvantovém stavu (jako u e v obalu)

  • vzniká tak soubor hladin (zvlášť pro p a n)



  • u p coulombická síla způsobuje zvýšení energie energetických hladin v potenciálové jámě

  • zaplňování slupek (en. hladin) probíhá obdobně jako u elektronového obalu (2, 8, 8, 18, 18, 32...), zde u p 2, 6, 12 ... obdoba u n, celkem pak 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 protonů a 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 neutronů, jsou to tzv magická čísla

  • po zaplnění těchto slupek je jádro stabilizováno, obdoba vzácných plynů (při zaplňování slupek v el. obalu)

  • dvojitě magická : Z a N jsou magická čísla; Příklad: 4He (2p, 2n), 16O (8p, 8n), 208Pb (82p, 126n)

  • ostrůvky stability: předpokládá se vznik relativně stabilních nuklidů , 298X (114p, 184n), 310Y (126p, 184n)

  • aby bylo jádro stabilní musí mít též správný poměr N a Z, zpočátku N / Z = 1 poté roste až na 1,52 u posledního stabilního nuklidu 209Bi (83p, 126n), tzv. řeka stability

  • př. 100Sn (50p, 50n) T1/2 1 s

  • nejstabilnější jádra jsou sudo-sudé, pak sudo-liché či licho-sudé a jen 4 stabilní licho-liché: 2H (1p, 1n), 6Li (3p, 3n), 10B (5p, 5n) a 14N (7p, 7n)


Hmotnost a vazebná energie jádra:
m(X) < Z m(p) + N m(n) hmotnostní úbytek: = m(X) – (Z m(p) + N m(n)) < 0
Ev = - c2 (Ev > 0) - vazebná energie jádra, z definice plyne že je kladná
 = Ev / A - střední vazebná energie, v podstatě je to energie potřebná k uvolnění jednoho nukleonu z jádra
Excitační energie jádra je o 5-6 řádů větší než excitační energie el. obalu.
Příklad: 12C (6 p, 6 n), m(p) = 1,6726.10-27 kg; m(n) = 1,6750.10-27 kg; m(e) = 9,1095.10-31 kg; c = 2.997.108 m s-1; u = 1,6606.10-27 kg

teoretická m(12C) = 6 m(p) + 6 m(n) + 6 m(e) = 2,0091.10-26 kg

skutečná m(12C) = 12 u = 1,9927.10-26 kg

= 1,9927.10-26 - 2,0091.10-26 = -1.6407.10-28 kg

Ev = 1.6407.10-28 (2.997.108)2 = 1,4736.10-11 J = 1,4736.10-11 / 1,602.10-19 = 92 MeV

 = 9,2.107 / 12 = 7,7 MeV

Zajímavost: Při vzniku 12g (1 mol) 12C z p a n, by se uvolnilo 1,4736.10-11 6,022.1023 = 8,9 TJ, rozštěpením 12g uranu se uvolní asi 1 TJ ale rozštěpením 1 molu uranu 20 TJ

Kapkový model jádra:
Ev k A - krátký dosah jaderných sil obdoba v kapce vody, působí na sebe jen sousední molekuly
Ev = k1 A – k2 A2/3 – k3 Z2 A-1/3

objemová e. povrchová e. coulombické odp. protonů



tvar jádra: kulový tvar mají jen dvojitě magická jádra, ostatní jádra se stabilizují změnou tvaru


Izotopové efekty: 1H2O, 2H2O, 3H2O či 235UF6 a 238UF6

střední rychlost molekul: v =

frekvence vibrace (těžší iz. menší frekv.):

Jiná tt, tv, rychlost difúze, rychlost chemické reakce



Příklad: tv 2H2O = 101,42 °C; tt = 3.82 °C


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка