2-6-پدیده تونل
گامو به کمک مکانیک کوانتوم تشریح کرد که ذرات بر اثر جنبش مداوم به داخل منفذهایی که به صورت تونل در مانع پتانسیل وجود دارد افتاده و بدون نیاز به انرژی بیشتر از آنها گذشته و به خارج هسته راه می یابند.
2-7-سطح انرژی هسته
هنگامی که دو یا چند نوکلئون در داخل هسته به هم متصل می شوند سیستم کوانتومی را به وجود
می آورند و انرژی حاصله را سطح انرژی هسته می گویند.
نوکلئونهای پیوند یافته در هسته می توانند انرژی جذب یا دفع کنند که مقدار آن کوانتیده است.
سطوح انرژی هسته اتم به دلیل مقدار کم انرژی آنها فاصله نسبتا زیادی از یکدیگر دارند ، اما با اضافه شدن انرژی داخلی هسته ، این فاصله به سرعت کم شده و سطوح فشرده تر می شوند .
در انرژی های بسیار بالا ، بین 15 تا 20 مگاالکترون ولت و بیشتر این سطوح به قدری فشرده هستند که می توان طیف آنها را پیوسته دانست .
2-8- واحد جرم اتمی
واحد جرم اتمی، واحد فرعی جرم است و مقدار آن معادل یک دوازدهم نوکلئید کربن 12 در حال سکون است :
(1Mu= 10 -27.(1.66044+0.00008
2-9- واحد الکترون ولت
یک الکترون ولت ، کوچکترین واحد انرژی است . الکترون ولت میزان انرژی سینتیک یک الکترون است که پس از عبور از میدان الکتریکی با اختلاف پتانسیل یک ولت کسب می کند.
2-10-دلیل متلاشی نشدن هسته اتم
(منشاء و مبنای نیروهای درون هسته هنوز مکشوف نیست). تنها بعضی از ویژگی های آن تا به حال مشاهده شده است . میدان اثر این نیرو خیلی کمتر از میدان اثر نیروی الکتروستاتیک است.
همچنین نیروی هسته حد اشباع شوندگی دارد، یعنی ذرات دیگر نمی توانند به هسته اشباع شده بپیوندند.
هر چند که عامل به وجود آورنده نیروی هسته تا بحال تعریف نشده است، چنین به نظر می رسد که نقض اصلی در تشکیل پیوند بین نوکلئونها را در هسته تبدیل پی مزون (پیون) بین آنها به عهده دارد.
2-11-چرا چند مدل اتم وجود دارد ؟
دانش ما در مورد نیروهای هسته به حد کافی نیست . با تمام کوشش هایی که به حال انجام گرفته است هنوز موفقیت چندانی در درک واقعی خواص نیروی هسته حاصل نشده است و توضیح کافی و معقولی برای آن وجود ندارد. به این دلیل فیزیک هسته ای نوین چند مدل هسته را مورد بررسی قرار می دهد
2-12-مبنای مدل قطره ای و سطحی هسته اتم
بر پایه بین اتم و قطره مایع بنا شده است . نوکلئونها در هسته ، مشابه مولکول در قطره هستند. نوکلئونها فضایی با حجم معین را در هسته اشغال می نمایند و همگی با سهم برابر در نیروی پیوند هسته شرکت دارند.
به این دلیل که نوکلئونهایی که در سطح هستند فقط از یک سو تحت نیروی کشش قرار می گیرند.
2-13-پلکان جرمی و انرژی پیوند هسته
پلکان جرمی و انرژی پیوند هسته را با مثالی از هسته اتم هلیم می توان توضیح دهد. وزن نسبی نوترون هلیمM=1/0086654 و وزن نسبی پروتون آن 0078252/1 = M است. در مجموع وزن آنها 4.0329812 است.
آزمایشها نشان داده است که وزن نسبی هسته هلیم فقط 002604/4 است ، بدین معنی که
0.030377mu کمتراز مجموع وزن نسبی اجزای تشکیل دهنده آن است .
این تفاوت جرم یا پلکان جرمی معادل انرژی لازم برای تشکیل هسته هلیم است که صرف بهم پیوستن ذرات درون هسته هلیم می شود .
E = m . C2
2-14-بستگی انرژی متوسط پیوند با ثابت هسته اتم
بیشترین انرژی پیوندی تقریبا 5/8 مگا الکترون ولت برای هسته های نیمه سنگین است سپس انرژی متوسط پیوند به آرامی کم می شود و برای هسته های خیلی سنگین تا 5/7 مگاالکترون ولت است. کم شدن انرژی به علت بالا رفتن تدریجی نیروی دافعه کولمبی بین پروتونها هنگام زیاد شدن بار هسته اتم است .
منحنی انرژی متوسط پیوند به وضوح ثبات نسبی هسته اتم را نشان می دهد. بدین معنی که هر چه هسته پایدارتر باشد، انرژی بیشترین برای شکستن آن لازم است .
این انرژی معادل انرژی پیوند هسته است، به این دلیل هر چه انرژی پیوند هسته بیشتر باشد، هسته پایدارتر است. بیشترین پایداری نسبی هسته را هسته اتم آهن و روی دارند.
2-15-تابش هسته ای :
طبقه بندی پرتوهای هسته ای بر اساس خواص :
الف-پرتوهای الکترومغناطیسی
ب-پرتوهای ذره ای
طبقه بندی پرتوهای ذره ای بر اساس :
الف – وزن ذرات تشکیل دهنده آن
1-الف – سبک : الکترون و پوزیترون
2-الف – نیمه سنگین : پروتون، نوترون، دئوترون، ذرات آلفا
3-الف – سنگین : یونهای شتاب یافته
ب– بار ذرات تشکیل دهنده آن
1-ب- پرتوهای بدون بار : الکترون، پروتون، دئوترون، ذرات آلفا
2-16-چگونگی کسب انرژی هسته ای
الف- بر اثر واکنش هسته ای که در آن هسته اتم یک عنصر به هسته اتم پایدارتر (با انرژی پیوند بیشتر )
تبدیل می شود
مقدار انرژی آزاد شدن برابر اختلاف انرژی پیوند هسته عنصر جدید با عنصر پایه است. (فروپاشی هسته اتم اورانیم یا پلوتونیم)
ب-بر اساس واکنشهایی که هنگام پیوستن هسته سبک به هسته سنگین صورت می گیرد. (واکنشهای حرارتی هسته ای)
2-17-تفاوت های انرژی هسته ای و انرژی شیمیایی
در واکنشهای شیمیایی انرژی آزاد شده را انرژی شیمیایی می گویند. در این واکنشها فقط پوسته خارجی اتم وارد عمل شده و واکنش را پدید می آورد و هسته اتم بدون هیچ گونه دگرگونی باقی می ماند.
واکنش هسته ای به مجموعه عملیاتی گفته می شود که بر اثر آن هسته اتم تغییر یابد (پروتونها و نوترون ها تشکیل هسته پیچیده تر و یا ساده تری بدهند)
2-18-پدیده ایزوتوپ
ایزوتوپها، اتمهای یک عنصر مشخص با وزن متفاوت هستند . بنابراین ایزوتوپهای یک عنصر خاص مشخصات شیمیایی و فیزیکی خاص دارند
.
ادامه دارد....
ارسال در تاريخ جمعه دوم اسفند ۱۳۸۷ توسط مهدی(مدیروبلاگ)