ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ ЯДЕР
В результате радиоактивного распада может быть получено либо стабильное, либо новое радиоактивное ядро. У некоторых ядер радиоактивное превращение сопровождается увеличением энергии связи. В этом случае можно утверждать, что исходное ядро является менее прочным, чем полученное, следовательно, радиоактивность ведет к образованию более прочных ядер. Однако можно указать на большое число радиоактивных превращений, при которых энергия связи не увеличивается, а уменьшается. Имея в виду также превращения, нельзя утверждать, что все радиоактивные ядра по значению энергии связи являются менее прочными, чем стабильные.
Ниже приводится перечень ряда радиоактивных превращений, с указанием периода полураспада
энергии связи изменения этой энергии
и энергии вылетающих частиц
Знак минус
означает, что энергия связи при превращении уменьшается. Стрелкой показано направление процесса; рядом указан вид распада: испускание электрона
позитрона
или электронный захват (э. з.).
(см. скан)
Из этой таблицы видно, что при
-распаде наблюдается как увеличение, так и уменьшение энергии связи; при
-распаде и электронном захвате энергия связи только увеличивается. Величина
во всех видах распада имеет большой разброс.
Найдем связь между энергией
выделяющейся при радиоактивном распаде (в виде кинетической энергии частиц и энергии испускаемых фотонов) и разностью энергий связи исходного
и полученного
ядер. Имеем
Если происходит
-распад, то число нейтронов уменьшается, а число протонов увеличивается на единицу, поэтому
Из этих уравнений получаем
При
-распаде и электронном захвате
Поэтому
Следует иметь в виду, что при
-распаде из ядра вылетает электрон, на рождение которого должна быть затрачена энергия
Поэтому величину
следует приравнять сумме
и энергии
выделяющейся при распаде:
Эта формула сохраняется и при
-распаде, так как на рождение позитрона необходима такая же энергия
Однако, при электронном захвате в ядро вносится энергия поглощенного электрона, поэтому
Воспользовавшись приведенными выше соотношениями между
для различных видов распада и учитывая, что
получим,