原子核是核子凭借
核力结合在一起构成的,要把它们分开,也需要能量,这就是原子核的
结合能(binding energy)。
原子核的
结合能与
核子数之比,称做比结合能(specific binding energy),也叫平均结合能。比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
核结合能(nuclear binding energy)是将若干个核子结合成原子核放出的能量或将原子核的核子全部分散开来所需的能量。是核的重要性质之一。实验表明原子核的质量小于组成原子核的全部核子质量的总和,差额Δm称为
质量亏损,与此差额对应的能量Δmc2就是核结合能,记作B。例如的结合能为58.16兆
电子伏特(MeV),的结合能为1783.9 MeV。核结合能除以
质量数称为比结合能。核结合能和比结合能是
原子核稳定程度的量度,比结合能越大,核越稳定。各种核素的比结合能排列在比结合能曲线上。
可以得出:①质量中等的核,比
结合能量最大,约8.6 MeV,它们最为稳定,重核的比结合能要小些,约7.6 MeV,轻核的比结合能也要小些,并有明显的起伏,在等有较大的比结合能,比邻近的核更为稳定。使
重核裂变为两个质量中等的核或使
轻核聚变,都可使核更为稳定并放出能量,这是核能释放的两种途径。②A>30以上的核,质量数变化颇大,而比结合能变化不大,说明核的
结合能差不多与质量数A成正比,显示
核力的饱和性。这是因为he核力是一种
短程力,当A达到一定大小时,在核内和一个核子紧靠的
核子数也基本不变,因此,比结合能也就基本稳定下来。核内质子之间有
库仑力作用。这里和核力不同,为
长程力。
因此,一个质子要受到核内所有其他质子的作用。当
质子数增大时,
库仑力的效果渐趋显著。这
斥力有减小结合能的作用,这就是随着质子数的增加,比结合能又逐渐减小的原因。为了增加核的稳定性,在增加质子数的同时,多增加一些中子将会使核更稳定。其实,任何由更小的粒子组成系统的质量都小于组成粒子分散时的质量总和,都有相应的结合能。电子与
原子核结合成原子的结合能就是原子的
电离能,原子或离子结合成
晶体也有结合能。
核结合能比原子结合能要大得多。 比
结核能是原子核的结合能与该原子核所含有的
核子数之比。
1、
重核的平均结合能比中核小,因此,它们容易发生裂变并放出能量。
4、氘的平均结合能与铁的平均结合能的差值比
铀235的平均结合能与铁的平均结合能的差值要大好几倍。因此,
核聚变释放的能量通常要比核裂变释放的能量大。