Kernbindungsenergie: 5 Fakten (Bitte zuerst lesen!)

Definition der nuklearen Bindungsenergie:

"Bindungsenergie ist die minimale Energie, die erforderlich ist, um den Kern eines Atoms zu zerlegen oder in seinen Bestandteil zu zerlegen. Dies gilt insbesondere für subatomare Elemente in Atomkernen, für Elektronen, die an Atomkerne gebunden sind. "

Fakten zur Bindungsenergie:

Bindungsenergie (BE / A) Kurve :

Bindungsenergiekurve (BE / A)
Bindungsenergie (BE / A) Kurve
Bindungsenergie (BE / A) Kurve
Bild-Kredit: Roderich KahnKernbindungsenergie RK01CC BY-SA 4.0

Massendefekt:

Die Masse eines Atomkerns ist gewöhnlich kleiner als die Summe der einzelnen Massen der Protonen- und Neutronenbestandteile, und diese Massendifferenz wird als Massendefekt anerkannt und bezeichnet die Energie, die freigesetzt werden soll, wenn sich ein Kern bildet.

Massendefekt
Massendefekt

Bindungsenergieformel:

Die Bindungsenergie für einen Kern ist durch die Gleichung gegeben

Muster in der Bindungsenergie pro Nukleon, BE / A. Wenn das BE / A höher ist, wird auch die Stabilität des Kerns höher.

Kritische Energie :

Die minimale Anregungsenergie, die für die Spaltung erforderlich ist, wird als kritische Energie (EC) oder Schwellenenergie.

Im Prinzip kann ein Kern, wenn er einen ausreichend hoch angeregten Zustand erregt, in Bestandteile geteilt werden. Für einen idealen Spaltzustand muss die Anregungsenergie mehr als ein spezifischer Wert für dieses Nuklid sein. Die minimale Anregungsenergie, die zum Auftreten der Spaltung erforderlich ist, wird als kritische Energie identifiziert (E kritisch) oder Schwellenenergie. Diese kritische Energie unterliegt auch Kernstrukturen, da sie von verschiedenen Kerneigenschaften abhängt. Dieser Wert kann für leichte Kerne mit Z <90 signifikant höher sein. Für schwerere Kerne mit Z> 90 kann dieser für A-gerade Kerne im Bereich von 4 bis 6 MeV liegen, und dieser Wert ist für A-ungerade Kerne erheblich niedriger

Negative Bindungsenergie pro Nukleonenkurve

Negative Bindungsenergie pro Nukleonenkurve
Bild-Kredit: BduschawBindungsenergiekurve - gemeinsame Isotope2CC BY-SA 4.0

Das Negativ der Bindungsenergie pro Nukleon für stabile Isotope entlang des Tals der Stabilität.

Dissoziationsenergie:

Die Dissoziationsenergie Ed entspricht dem Diff. zwischen der Bindungsenergie des durch die Spaltung gehenden Verbindungskerns und der Summe der Bindungsenergie der Spaltfragmente. Die minimale Aktivierungsenergie Ea, die zu einem Kern hinzugefügt werden muss, um die Spaltreaktion zu durchlaufen, ist daher Ec - Ed.

Kernmasse:

Masse eines Neutrons; Masse eines Protons und Masse eines Elektrons in kg und amu

Umwandlung von Kernmasse und Einheiten in kg, amu und Energie

Umwandlung von Kernmasse und Einheiten in Amu und Energie
Kernmasse von Elektronen, Protonen und Neutronen

Atommasseneinheit (amu)

Atommasseneinheit: Abkürzung als "amu". Eine Masse, die einem Zwölftel der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms entspricht.

amu bis kg

1 amu = 1.66053873 x 10 -27 Kilogramm

1 amu = 1.66053873 x 10 -24 Gramm.

Tabelle der kritischen Energien und Bindungsenergien radioaktiver Brennstoffe:

Tabelle der kritischen Energien und Bindungsenergien radioaktiver Brennstoffe und ihrer Differenz
Kritische Energien und Bindungsenergien radioaktiver Brennstoffe und deren Unterschied

Spontane Spaltung:

Dies ist im Allgemeinen für schwere Elemente zu finden; Es tritt ein radioaktiver Zerfall auf. Die nukleare Bindungsenergie der Elemente erreicht ihr Maximum; Ein spontaner Abbau in einen Kern mit geringerer Masse und einige isolierte Teilchen mit mehr Atommassenzahlen könnte ebenfalls erzeugt werden.

Spontane Spaltungshalbwertszeit (in ms) von Radionuliden in Abhängigkeit vom Z² / A-Verhältnis ihrer Kerne
Spontane Spaltungshalbwertszeit (in ms) von Radionuliden in Abhängigkeit vom Z² / A-Verhältnis ihrer Kerne
Frank Klemm(SF) Halbwertszeit von Radionuliden in Abhängigkeit vom Verhältnis von Z² zu A.CC BY-SA 4.0

Die Kernbindungsenergie ist maximal für eine Atommassenzahl von 56

Spontane Spalthalbwertszeit verschiedener Nuklide in Abhängigkeit von deren Z.2/ A Verhältnis. In der obigen Abbildung sind Nuklide desselben Elements mit einer roten Linie verbunden. Die grüne Linie zeigt die Obergrenze der Halbwertszeit.

Tal der Stabilitätsparabel

Semi-empirische Diskrepanz zwischen Massenformeln

Die Diskrepanz zwischen experimentell erhaltenen Bindungsenergien und denen, die vom SEMF vorhergesagt wurden, entlang der Kernschalenlinien.

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