Question

Почему масса покоя ядра всегда меньше, чем масса частиц, образовавшихся при распаде ядра?
Почему масса покоя ядра уменьшается при синтезе ядра мне понятно, но я не понимаю как масса покоя свободных частиц, образовавшихся при распаде, больше массы покоя ядра. Объясните пожалуйста очень подробно

Answer 1

Почему масса покоя ядра уменьшается при синтезе ядра мне понятно

И почему же?

 как масса покоя свободных частиц, образовавшихся при распаде, больше массы покоя ядра

А какая разница между этими случаями?

Answer 2

Энергия связи, удерживающая нуклоны в ядре разная для разных ядер. Количество нуклонов в ядрах тоже разное. Для ясности картины принято рассматривать не энергию связи как таковую. А удельную энергию связи, приходящуюся на один нуклон. Казалось бы, эта величина должна бы быть одинаковой для ядер элементов любого массового числа. Но это не так. На рисунке приводится такой график зависимости удельной энергии связи от массового числа ядер A - и видно, что эта величина для разных ядер РАЗНАЯ. Для легких ядер удельная энергия связи сначала круто возрастает от 1, 1 МэВ/нуклон у дейтерия до 7, 1 МэВ/нуклон у гелия. Затем, претерпев ряд скачков, удельная энергия медленно возрастает до максимальной величины 8, 7 МэВ/нуклон у элементов с массовым числом A = 50–60, а потом сравнительно медленно снижается у тяжелых элементов. Например, у урана она составляет 7, 6 МэВ/нуклон. Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым элементам объясняется увеличением энергии кулоновского отталкивания протонов. В тяжелых ядрах связь между нуклонами ослабевает, а сами ядра становятся всё мене прочными. Это означает, что существуют две возможности получения положительного энергетического выхода при ядерных превращениях: деление тяжелых ядер на боле легкие; слияние легких ядер в боле тяжелые. В обоих этих процессах может выделиться огромное количество энергии - в зависимости от того, какие именно ядра использовать. Чем дальше объяснять - проще подсчитать. Пусть, например, ядро урана делится на два одинаковых ядра с массовыми числами 119. У этих ядер, удельная энергия связи порядка 8, 5 МэВ/нуклон. Удельная энергия связи ядра урана 7, 6 МэВ/нуклон. Следовательно, при делении ядра урана ВЫДЕЛЯЕТСЯ энергия, равная 0, 9 МэВ/нуклон или боле 200МэВ на один атом урана. Рассмотрим теперь другой процесс. Пусть при некоторых условиях два ядра дейтерия сливаются в одно ядро гелия . Удельная энергия связи ядер дейтерия равна 1, 1 МэВ/нуклон, а удельная энергия связи ядра гелия равна 7, 1 МэВ/нуклон. Следовательно, при синтезе одного ядра гелия из двух ядер дейтерия ВЫДЕЛИТСЯ энергия, равная 6 МэВ/нуклон или 24 МэВ на атом гелия. Следует обратить внимание на то, что синтез легких ядер по сравнению с делением тяжелых сопровождается примерно в 6 раз большим выделением энергии на один нуклон.