024

A    r J. (Uimm :t«u

KW rmhni v>. o ty un rws w:

24

2 iĄDRO ATOMOWE

W podobny sposób można obliczyć energię wiązania nukleonu w jądrze dla wszystkich innych nuklidów. Wynik takich obliczeń przedstawiono na rys 2 I. na którym podano energię wiązania nukleonu w jądrze w zależności od liczby masowej jądra. .4. Jak wynika z rysunku, energia wiązania nukleonu dla większości nuklidów (z wyjątkiem pierwiastków lekkich) zawarta jest w granicach od 7 MeV do 8.7 MeV. Wartość maksymalną 8.7 McV osiąga ona dla jąder o liczbie masowej 56 (główny izotop żelaza £jFe) Krzywa opada stromo w kierunku jąder o małych masach, łagodnie natomiast w kierunku jąder ciężkich.

Z diagramu wynikają interesujące wnioski dotyczące możliwości czerpania energii z przemian jądrowych. Energię taką można mianowicie uzyskać, jeżeli jądro ciężkie (np. uranu lub toru) rozbije się na fragmenty Izejsze. o liczbach masowych zbliżonych do wartości 55. lub jeżeli jądra najlżejsze (np. jądra wodoru lub helu) połączy się w jakiekolwiek jądra cięższe. W obu przypadkach energia wiązania przeliczona na jeden nukleon musi wzrosnąć, co oznacza, że w toku reakcji jądrowej będzie oddawana energia. a nowo powstałe jądra będą trudniejsze do rozbicia niż jądra wyjściowe. Obydwie możliwości otrzy mywania energii jądrowej udało się zrealizować pierwszą w procesie rozszczepienia jądra uranu i jąder innych pierwiastków, drugą w tzw. reakcji termojądrowej.

10

0    20 40 60 80 120 140 l«l ISO 200 220 240 260

liczba masowa. A

Rys. 2.1. Knergu wiązania nukleonu w jądrach o różnych liczbach masowych

2.3. WARUNKI TRWAŁOŚCI JĄDER ATOMOWYCH. SAMORZUTNE PRZEMIANY JĄDROWE

Jądra niektórych nuklidów, zarówno występujących w przyrodzie, jak i otrzymywanych w laboratorium, wykazują zdolność ulegania mniej lub bardziej szybkiemu samorzutnemu rozpadowi, połączonemu z emisją różnych rodzajów promieniowania. Są to jądra pierwiastków promieniotwórczych. Zjawisko promieniotwórczości zostało odkryte w 1896 r. przez Henriego Bccrjucrela.

Dokładniejsze rozważenie składu trwałych jąder wskazuje, że trwałe są tylko jądra o określonym stosunku liczby neutronów do liczby protonów. Na rysunku 2.2 przed