Podstawy fizyki jÄ drowej dla inŜynierów

8 Rozdział 2. Budowa jądra atomowego
Liczba neutronów w jądrze wynosi N = A – Z
Często masę jądra lub innej cząstki wyraŜamy w jednostkach energii. Zgodnie ze wzorem
2
Einsteina masie spoczynkowej m
0
odpowiada energia E = m c . JeŜeli masę 0
m
0
wyrazimy
w kilogramach, a prędkość świata w m/s, to otrzymamy energię wyraŜoną w dŜulach
E
2
⎛ 8 m ⎞
( J ) = m
0(kg)
⋅ ⎜3
⋅ 10 ⎟ = m
0(kg)
⋅9⋅
⎝
s
⎠
10
16
a więc masie 1 kg odpowiada 9·10 16 dŜuli energii. W obliczeniach jądrowych i atomowych
posługujemy się elektronowoltami
stąd
1eV = 1,6 ⋅10
1J =
1
1,6
⋅10
19
−19
eV
J
m
2
s
19
16 10 eV
E (eV) = m0(kg)
⋅9⋅10
= m0(kg)
⋅5.62⋅10
1,6
Jednemu kilogramowi masy odpowiada energia równa 5,62 ⋅ 10
−31
elektronu odpowiada energii m
e
= 9,1 ⋅10
kg = 0,511 MeV .
Jednostce masowej odpowiada następująca energia:
1 jma = 1,6603 ⋅10
−27
kg = 931,45 MeV
Masy protonu i neutronu wynoszą:
2
35
eV
35
eV . Masa spoczynkowa
m
p
m
n
= 1,6725 ⋅10
= 1,6748 ⋅10
−27
−27
kg = 938,2 MeV
kg = 939,5 MeV
Izotopami danego pierwiastka nazywamy róŜne odmiany tego samego pierwiastka
identyczne pod względem własności chemicznych, lecz róŜniące się masami atomowymi.
Rozdzielenie izotopów metodami chemicznymi jest niezmiernie trudne, prawie niemoŜliwe.
Izotopy danego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów (liczbę Z), róŜnią się jednak liczbą
masową A. Wynika z tego, Ŝe izotopy róŜnią się liczbą neutronów w jądrze. Przykłady
izotopów:
1
1
H , 2 1
H (lub 2 1
D ), 3 1
H (lub 3 1
T ) – wodór, deuter, tryt
3 4
2
He ,
2
He ; 39
19
K , 40
19
K , 41
19
K
Izobarami nazywamy jądra o tej samej liczbie masowej A, ale o róŜnych liczbach
atomowych Z. Przykłady izobarów:
3
H
3 124 124 124
1
i
2
He ;
50
Sn ,
52
Te ,
54
Xe
Tak więc izobary mają jednakowe liczby masowe, lecz róŜne liczby protonów w jądrze
(liczby atomowe).