طاقة الربط لكل نيوكليون – المنحنى والانشطار والاندماج
الفيزياءفيزياء الكم والفيزياء النووية17–18 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلمنحنى طاقة الربط لكل نيوكليون Eb/A بدلالة العدد الكتلي A، مبني على الكتل الحقيقية لنحو 30 نواة من ²H إلى ²³⁸U، وذروته قرب ⁵⁶Fe – ⁶²Ni. اختر نواة لترى Z وN والنقص في الكتلة Δm وEb = Δm·c² وEb/A. وتُظهر رسوم متحركة لانشطار ²³⁵U واندماج D + T تحرر نحو 200 MeV و17.6 MeV لأن النواتج تقع أعلى على المنحنى.
الدرس: طاقة الربط النووية، والانشطار والاندماج النوويان
ماذا تعرض
كتلة النواة أقل من مجموع كتل بروتوناتها ونيوتروناتها منفصلة. ويقابل هذا النقص في الكتلة Δm = Z·mp + N·mn − mX طاقةَ الربط Eb = Δm·c²، وهي الطاقة اللازمة لتفكيك النواة إلى نيوكليونات حرة (1 u·c² = 931.5 MeV). ويعطي رسم Eb/A بدلالة العدد الكتلي منحنى يرتفع بحدة للأنوية الخفيفة، ويبلغ ذروته قرب الحديد والنيكل، ثم ينخفض ببطء للأنوية الثقيلة. وكل تفاعل تقع نواتجه أعلى على المنحنى يحرر طاقة: اندماج الأنوية الخفيفة وانشطار الأنوية الثقيلة.
طريقة الاستخدام
اضغط نقطة على المنحنى أو اختر نواة من قائمة «النواة» لتقرأ Z وN والكتلة النووية وΔm وEb وEb/A، وقارن بين الأنوية الخفيفة والمتوسطة والثقيلة. ثم اضغط «انشطار ²³⁵U» لتشاهد نيوترونًا بطيئًا يشطر اليورانيوم إلى ¹⁴¹Ba و⁹²Kr وثلاثة نيوترونات، واضغط «اندماج D + T» لتشاهد الديوتيريوم والتريتيوم يكوّنان ⁴He ونيوترونًا. قارن الطاقة المتحررة لكل نيوكليون في التفاعلين.
المعاملات القابلة للتغيير
- النواة المختارة ²H (الديوتيريوم), ⁴He, ¹²C, ¹⁶O, ⁵⁶Fe, ⁶²Ni, ²⁰⁸Pb, ²³⁵U, ²³⁸U
- التفاعل المعروض انشطار ²³⁵U, اندماج ²H + ³H, بلا تفاعل، عرض النواة فقط
- تسمية الأنوية على المنحنى
أسئلة للاستكشاف
- لماذا تكون نواة ⁵⁶Fe أكثر استقرارًا من ⁴He ومن ²³⁵U، مع أن طاقة الربط الكلية لنواة ²³⁵U أكبر؟
- باستخدام طاقات الربط المعروضة، ما الطاقة المتحررة عند انشطار ²³⁵U إلى ¹⁴¹Ba و⁹²Kr؟
- كيف تقارن الطاقة المتحررة لكل نيوكليون في اندماج D + T بمثيلتها في انشطار ²³⁵U؟
