منو
 صفحه های تصادفی
اثر مایسنر
آیه اکمال دین
ارتداد اسود عنسی و مبارزه ایرانیان با او
تغذیه مناسب براى یادگیرى
درون گوش
امپراتور ارغوانی
آسیب شناسی فرهنگی - اجتماعی انقلاب اسلامی
تیره خشخاش
فرستنده کربنی
اندرو نیکول
 کاربر Online
782 کاربر online
تاریخچه ی: انرژی همبستگی هسته

!دید کلی
مفاهیم ((ساختار اتم|ساختار اتمی)) و ((ساختار هسته|هسته‌ای)) این است که اتم مرکب از هسته و ((الکترون|الکترونهایی)) ‏است که ‏آن را احاطه کرده‌اند و اینکه هسته از ((پروتون)) و ((نوترون)) ساخته شده است به این پرسش ‏‏اساسی می‌انجامد که:‏ آیا جرم یک اتم خنثی با مجموع جرمهای پروتونها ، نوترونها و الکترونهایی که آن اتم ‏خنثی را تشکیل ‏می‌دهند. برابر است یا نه؟‏ این پرسش را به دقت می‌توان پاسخ داد. زیرا جرم پروتون ، نوترون و الکترون و همچنین جرم‏های تقریبا ‏تمام اتمهای گوناگون معلوم هستند.








{picture=enerjihambastegi.jpg}




!منشأ انرژی همبستگی هسته
در فیزیک یک اصل کلی است که می‌گوید: برای متلاشی کردن یک سیستم یا مجموعه پایدار ‏باید کار ‏انجام داد. مثلا اگر سیستمی از نوترونها و پروتونها ، که ((هسته اتم)) را ایجاد می‌کنند، پایدار باشد. برای از ‏هم سوا کردن آنها باید انرژی مصرف نمود.‏ جرم کلی یک هسته پایدار باید کمتر از مجموع جرمهای جداگانه نوترونها و پروتونهای تشکیل ‏دهنده آن ‏باشد. از طریق محاسبه و تجربه معین شده است که اختلافی بین مجموع جرم ‏نوکلئونهای هسته و جرم هسته ‏پایدار وجود دارد. این اختلاف جرم معادل انرژی هست که جهت ‏متلاشی کردن کامل هسته لازم است. این ‏انرژی موسوم به ((انرژی همبستگی اتم)) می‌باشد.‏
!محاسبه انرژی همبستگی هسته
بررسی جرمهای اتمی شناخته شده نشان می‌دهد که برای هر نوع اتم ، ((جرم اتمی)) همواره ‏کمتر از ‏مجموع جرمهای ذرات تشکیل دهنده به حالت آزاد آنهاست. ساده‌ترین اتم که دست ‏کم شامل یک پروتون ، ‏یک نوترون و یک الکترون باشد دوتریم است. در این مورد جرمها عبارتند ‏از:‏








||جرم سکون یک پروتون = __amu__ ‏1.007276‏‏
جرم سکون یک نوترون = __amu__‏ 1.008665‏
جرم سکون یک الکترون = __amu‏__ 0.000549‏
جرم سکون ذرات تشکیل دهنده در حالت آزاد = __amu__‏ 2.016490‏
جرم سکون اتم دوتریوم = 2.014102‏ __amu__‏
تفاوت (‏__Δm__ = 0.002388amu‏)‏||




تفاوت جرم سکون ، ‏Δm‏ ، ممکن است کوچک به نظر آید، لیکن به علت ضریب C2 در ‏رابطه ‏E = mC2 این تفاوت جرم با تفاوت انرژی قابل ملاحظه‌ای مطابقت دارد. بنابرین ‏تفاوت جرم (‏Δm) با تفاوت انرژی (‏ΔE‏) با رابطه ~~green:‏ΔE = CΔm2~~ به هم مربوط می‌شوند. ‏یک ضریب تبدیل مناسب ‏برای تبدیل جرم اتمی (برحسب واحد جرم اتمی) به انرژی (برحسب مگا الکترون ‏ولت) عبارت ‏است از (‏amu = 93.1Mev‏).‏

بنابرین اگر تشکیل یک اتم دوتریوم را به هنگام ترکیب یک پروتون و یک نوترون (و اتصال با ‏یک ‏الکترون) را در نظر بگیریم، در این فرآیند مقدار جرمی برابر با: ‏Mev = 1amu/931Mev x ‎‎0.002388 amu‏ 2.22 به هنگام ترکیب این سیستم از ذرات ترکیب شونده آن ، پیش از آن که به ‏صورت یک اتم ‏دوتریوم در آمده باشد، به اطراف تابیده است.‏ انرژی از دست رفته مورد نظر را که از محاسبه تفاوت در جرم سکون حاصل شده ، می‌توان با ‏نتیجه یک ‏آزمایش مستقیم مقایسه کرد. وقتی هیدروژن با نوترون ((بمباران نوترونی|بمباران)) می‌شود. یک نوترون ‏به صورت واکنش زیر ‏گیر می‌افتد:


::__‎~~green:10n + 11H → 21H + γ~~__

::
در این واکنش هیچگونه اجزای ذره‌ای که انرژی جنبشی زیادی داشته باشند، ایجاد ‏نمی‌شود. بنابراین جرمی ‏برابر ‏amu‏‏ ‎0.002388‎‏ که تفاوت سبکتر شدن ‏‎21H‏ از ‏‏10n + 11H است، بوسیله ((اشعه گاما)) ربوده می‌شود. ‏انرژی این اشعه از طریق آزمایش معین و معلوم شده ‏که ‏MeV‏ 22.2 یعنی درست همان مقدار پیشگویی شده ‏است.‏
!برهمکنش هسته دوتریوم با اشعه گاما
واکنش معکوس ، یعنی واکنشی که در آن دوتریم با اشعه گاما بمباران می‌شود، نیز ‏بررسی شده‌است:‏
*اگر انرژی پرتوهای ‏اشعه‏ کمتر از ‏MeV ‏22.2 باشد، این واکنش صورت نمی‌گیرد. اما اگر ‏پرتوهای ‏V‏ با ‏انرژی ‏MeV ‏22.2 یا بیشتر بکار گرفته شوند، واکنش صورت می‌گیرد. یعنی ‏پروتون و نوترون از هم جدا ‏و آشکار پذیر می‌شوند.


::~~green:‎__21H + γ → 10n + 11H‎__~~::


*به دنبال گیر اندازی یک نوترون بوسیله ‏‎11H‏ ، انرژی در یک ‏‏اشعه گاما آزاد می‌شود. این انرژی (‏MeV‏ 22.2) انرژی اتصال دوترون نامیده می‌شود. ‏این انرژی را ‏می‌توان انرژی‌ دانست که وقتی یک پروتون و یک نوترون برای ایجاد یک ‏هسته باهم ترکیب می‌شود، آزاد ‏می‌گردد. برای حصول واکنش معکوس ‏‏(وقتی‎21H ‎‏ با ((اشعه ایکس)) بمباران ‏می‌شود) انرژی باید جذب ‏شود.


*بنابراین می‌توان چنین پنداشت که انرژی اتصال مقدار انرژی لازم برای شکستن ‏هسته به ذرات هسته‌ای ‏سازنده آن است. ‏
!انرژی هسته‌ای
مفهوم انرژی هسته‌ای برای تمام مواردی که اجزایی ساده بوسیله نیرویی به هم ‏می‌پیوندند و یک سیستم ‏پیچیده بوجود می‌آورند، بکار می‌آید. مثلا زمین در مداری ‏به دور خورشید قرار گرفته و با ((نیروی گرانشی|جاذبه گرانشی)) ‏به آن متصل است و در این صورت برای ‏جدا شدن و گریز از خورشید باید مقداری انرژی جنبشی اضافی به ‏آن داده شود.

در یک ((اتم هیدروژن)) ‏eV‏ ‏13 لازم است تا الکترون از قید هسته‌ای که با ((نیروی الکتریکی|جاذبه الکتریکی)) ‏به آن اتصال ‏یافته خلاص شود. برعکس ، وقتی یک هسته ‏عریان‎11H ‎‏ الکترونی را گیر ‏می‌اندازد و به یک اتم هیدروژن ‏خنثای پایدار معمولی مبدل می‌شود. سیستم مقداری انرژی برابر با ‏eV‏ 13 ‏بوسیله ‏تابش از دست می‌دهد و این درست انرژی فوتون گسیل یافته‌ای است که در این ‏فرآیند یعنی ، فرآیند ‏گیراندازی الکترون ، مشاهده می‌شود. اما فقط انرژیهای اتصال ‏هسته‌ای آنقدر بزرگ‌ هستند که تفاوت جرم ‏مربوط به آنها قابل اندازه‌گیری می‌شود.‏
!مباحث مرتبط با عنوان
*((الکترون))‏
*((انرژی هسته‌ای))‏
*((انرژی همبستگی اتم))‏
*((بمباران نوترونی))
*((پروتون))‏
*((ساختار اتمی))
*((ساختار هسته ای))
*((واحد جرم اتمی)) ‏
*((ساختار هسته‌ای))‏
*((سوخت هسته‌ای))‏
*((‏گیراندازی الکترون))
*((گیر اندازی نوترون))
*((نوترون))‏
*((نوکلئون))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 پنج شنبه 04 اسفند 1384 [13:15 ]   7   مجید آقاپور      جاری 
 پنج شنبه 04 اسفند 1384 [13:14 ]   6   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 پنج شنبه 04 اسفند 1384 [13:06 ]   5   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 پنج شنبه 04 اسفند 1384 [12:46 ]   4   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 چهارشنبه 14 بهمن 1383 [12:17 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 01 دی 1383 [16:46 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 دوشنبه 27 مهر 1383 [05:12 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..