Энергия связи ядра – энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны,
= 
= 9∙1016 Дж = 931,5 МэВ/а.е.м.
1 Мэв = 106 эВ = 1,6 ∙10-13 Дж.
Удельная энергия связи
(энергия связи, приходящаяся на один нуклон).
Реакции синтеза легких ядер в средние и деления тяжелых ядер на средние идут с выделением энергии.
Свойства ядерных сил. Модели ядра.
Существует 4 вида фундаментальных взаимодействий:
1. гравитационное,
2. электромагнитное,
3. слабое,
4. сильное (ядерное).
Свойства ядерных сил:
1. короткодейсвие (
м),
2. зарядовая независимость,
3. насыщение,
4. зависимость от ориентации спинов нуклонов,
5. нецентральность.
Наиболее употребляемые модели ядра: капельная и оболочечная.
По капельной: нуклоны ведут себя как молекулы в капле жидкости.
По оболочечной: нуклоны заполняют энергетические оболочки, как электроны в атоме.
Магические ядра – ядра с числом протонов или нейтронов, равным
2, 8, 20, 28, 50, 82, 126,
отличаются стабильностью.
Наиболее стабильны дважды магические:
, 
, 
, 
, 
.
Радиоактивность
Способность ядер самопроизвольно разрушаться, превращаясь в другие ядра, и испуская 
-, 
- и 
- излучения.
- лучи - ядра гелия ,
- поток электронов 
,
- коротковолновые электромагнитные волны (
м).
Правила смещения:
+ 
- для - распада,
+ 
для - распада
(сохраняются массовое 
и зарядовое 
числа).
- излучение сопровождает - и - распад.
Были открыты еще 2 вида - распада: позитронный распад 
(излучается 
) и электронный захват.
При 
- распаде нейтроны в ядре испытывают превращение:
+ + 
,
- антинейтрино.
-, - и - излучения характеризуются проникающей и ионизирующей способностями.
Наибольшая проникающая способность у - излучения, ионизирующая – у .
Радиоактивные ядра участвуют в цепочках радиоактивных превращений. Известно 4 радиоактивных семейства:
семейство тория 
…. 
,
нептуния 
…. 
,
урана 
…. 
,
актиния 
…. 
.
Закон радиоактивного распада.
(2)
- начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени 
),
- число нераспавшихся ядер в момент времени 
,
- постоянная распада (характеризует время распада данного изотопа).
- период полураспада (время, за которое распадается половина начального количества ядер). Например,
для 
, 
= 4,5∙109 лет,
для 
, = 3,82 сут,
для 
, = 3∙10-7 с.
Если 
, то 
. Тогда ур-е (2) имеет вид:
, 
, 
,
.
.
- активность препарата (число распадов за 1 с).
с-1 = Бк (Беккерель).
Т.к. 
, то 
= 
.
.
Ядерные реакции.
Ядерная реакция – процесс взаимодействия ядра с элементарной частицей (в том числе с - квантом) или с другим ядром, в результате которого происходит преобразование ядра.
Символическая запись ядерной реакции:
или 
.
В ядерных реакциях сохраняются массовое и зарядовое числа.
Выполняются законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.
Ядерные реакции могут протекать с выделением энергии (экзотермические) и с поглощением (эндотермические). Энерговыделение реакции подсчитывается по формуле
.
Реакции деления ядер
При реакции деления тяжелое ядро, взаимодействуя с нейтроном, делится на два близких по массе ядра, при этом испускается два-три вторичных нейтрона. Вторичные нейтроны вызывают новые реакции деления и становится возможной цепная реакция деления.
Пример реакции деления:
.
Возможность перехода реакции деления в цепную зависит от формы и размеров активной зоны. Критической массой называется минимальная масса делящегося вещества, необходимая для протекания цепной реакции.
При шаровой форме критическая масса 
составляет около 1 кг.
Цепные реакции существуют неуправляемые (взрыв атомной бомбы) и управляемые (атомные реакторы).
В качестве ядерного топлива используют:
(содержится в естественном уране, 0,7%),
(получают искусственно из )
(получают из ).
Реакции термоядерного синтеза
Реакция синтеза – это образование тяжелых ядер при слиянии легких. Выделяющаяся энергия в несколько раз превосходит энергию, выделяющуюся при реакциях деления ядер.
Примеры:
; 
.
Для осуществления реакции синтеза ядер необходима температура ≈107 К и выше. Неуправляемая термоядерная реакция была осуществлена при взрыве водородной бомбы (пример 2). Необходимая температура была достигнута при взрыве обычной атомной бомбы.
Термоядерные реакции являются источником энергии звезд.
Управляемая термоядерная реакция в настоящее время не получена.