Biofyzika

1.8.1 Vazebná energie jádra

Vazebná energie atomového jádra charakterizuje jeho stabilitu. Energii vazby jádra je možné určit z celkového úbytku hmotnosti jádra, tzv. hmotnostního defektu. Označíme-li hmotnost protonu mp, hmotnost neutronu mn, pak hmotnost jádra složeného z protonů a neutronů by měla být dána součtem Z•mp + N•mn. Z měření hmotnosti jader mjádro však vyplývá, že skutečná hmotnost jádra je o něco menší než teoreticky vypočtená. Rozdíl mezi hmotností vypočtenou a skutečnou (měřenou) se nazývá hmotnostní defekt Δm:



Z existence hmotnostního defektu vyplývá, že část klidové energie nukleonů reprezentované jejich klidovou hmotností se přeměňuje na vazebnou energii, která drží tento systém nukleonů pohromadě.
K rozpadu je nutné dodat energii 
       
           


Z tohoto vztahu též vyplývá, že čím je hmotnostní defekt nebo vazebná energie větší, tím je jádro stabilnější.
Atomové jádro má vzhledem k přítomnosti protonů kladný elektrický náboj o velikosti Z･e, který v prostoru kolem jádra vytváří elektrostatické pole s potenciálem, jehož velikost je funkcí vzdálenosti r od jádra. Přibližuje-li se k jádru kladně nabitá částice (proton, deuteron, částice α), která má dostatečně velkou kinetickou energii, aby překonala odpudivé coulombické síly, je odpuzována až do okamžiku, kdy se dostane k jádru tak blízko, že začne převládat přitažlivá silná interakce. Silná interakce je při velmi malých vzdálenostech silnější než interakce elektromagnetická; proto přitáhne částici do jádra. Tato částice se tedy dostane do jádra s větší pravděpodobností tehdy, má-li energii, která je větší než určitá maximální hodnota potenciálu jádra, tzv. potenciálová bariéra. Průběh potenciálu jako funkce vzdálenosti od jádra je graficky znázorněn na obr. 1.8.


Obr. 1.8: Potenciální bariéra atomového jádra

 
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše