Почему энергия выделяется во время реакций деления? - физиков.нет
Купить гитару в Москве
0 голосов
/

Если энергия, выделяющаяся в ходе реакции деления, является энергией связи, то какая энергия остается для связывания нуклонов вместе? Я очень смущен, если есть лучшее объяснение деления, я бы это оценил.

Ответы [ 2 ]

1 голос
/

Это кривая энергии связи на нуклон для списка ядер в зависимости от количества нуклонов в ядре.

bindingenr

До железа Fe, у которого 56 нуклонов, чем больше нуклонов, тем выше средняя энергия связи на нуклон. Это означает, что если можно соединить два ядра с энергией ниже 56, может высвободиться энергия.

после этого, чем больше нуклонов, тем меньше энергия связи на нуклон. Это означает, что распад ядра с высоким содержанием нуклонов может выделять энергию, потому что фрагменты будут более связанными, чем оригинал.

Не все тяжелые ядра будут легко разрушаться, выделяя энергию, потому что это процесс квантово-механического рассеяния, и квантовые числа должны сохраняться так же, как и энергия. Например, уран-235 может быть разбит (расщеплен) на куски с помощью рассеяния нейтронов, которое будет выделять энергию.

0 голосов
/

Суммарные массы покоя продуктов деления меньше, чем у исходного ядра топлива. Избыточная масса - это инвариантная масса энергии, выделяющейся в виде гамма-лучей, и кинетическая энергия осколков деления.

Вы спрашиваете, высвобождается ли вся энергия связи, тогда что связывает фрагменты (после деления) вместе. Сейчас не вся энергия связи высвобождается. Как правило, когда ядро ​​делится на два фрагмента дочерних ядер, только 0,1% первоначальной массы ядра выделяется энергией деления. Большая часть этой энергии деления поступает в кинетическую энергию дочерних ядер, которые разлетаются на 3% от скорости света.

Если вы посмотрите на ядро, 99% его массы покоя происходит от энергии связи, и только 1% - это масса покоя его компонентов. Теперь, если только 0,1% массы высвобождается в виде энергии деления, это будет означать, что дочерние ядра будут иметь меньшую массу покоя, на 0,1%, чем исходное ядро. Но 99% этой массы покоя (от исходного ядра) было энергией связи, а 1% была массой покоя составляющих. Только 0,1% этой 99% энергии связи выделяется в виде энергии деления (и только 0,1% от 1% массы покоя составляющих), поэтому большая часть энергии связи все еще будет там, которая удержит дочерние ядра в одном шт.

Что вам не хватает, так это энергии связи не только между нейтронами и протонами. Если вы посмотрите на нейтрон, 99% его массы покоя происходит от энергии связи между (силой цвета) кварков, из которых состоит нейтрон, и только 1% его массы покоя происходит от массы покоя самих кварков.

Итак, когда происходит ядерное деление, и ядро ​​(состоящее из протонов и нейтронов) делится на дочерние ядра, которые сами имеют протоны и нейтроны, остается энергия связи, которая удерживает дочерние ядра в одной части, энергия связи между нейтроны ядра протонов и протоны, а также между кварками, составляющими нейтроны и протоны. Только 0,1% этой энергии связи выделяется в виде энергии деления.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...