Распад трития происходит самопроизвольно, даже если энергия связи трития выше энергии связи 3He. Почему?

Учитывая эту ядерную реакцию:

1 3 ЧАС → 2 3 ЧАС е + е − + ν ¯

и зная энергии связи:

Б Е ( 1 3 ЧАС ) "=" 8,48 М е В

Б Е ( 2 3 ЧАС е ) "=" 7,72 М е В

Если я вычисляю дефект массы (очевидно, учитывая энергию связи при расчете массы), я получаю положительное значение:

М ( 1 3 ЧАС ) с 2 "=" 2809.08 М е В > М ( 2 3 ЧАС е ) с 2 + М ( е − ) с 2 "=" 2808.991 М е В

как и ожидалось для спонтанного распада. Учитывая энергию связи, которую я написал выше, я ожидаю, что 3 ЧАС быть более устойчивым, чем 2 3 ЧАС е .

У меня вопрос: почему происходит этот распад?

Ответы (4)

Энергия связи просто не является правильной метрикой (поскольку она рассчитывается из разных начальных точек из-за разных масс составляющих нуклонов).

Правильная энергия (также известная как масса) состояний является правильной метрикой.

Wolfram Alpha дает массам как

М Т "=" 2809.432 М е В
М 3 ЧАС е "=" 2809.413 М е В

Другими словами, в этом распаде должно быть около 19 кэВ.

Это точно. Дело в том, что массы атомов включают электроны, поэтому распад выгоден с энергетической точки зрения.

Энергия связи — не единственный фактор, влияющий на стабильность ядер.

ядерное связывание

Это также зависит от того, богато ли ядро ​​протонами или нейтронами.

Посмотрите на кривую стабильности для изотопов :

изотопы

Период полураспада изотопа. Обратите внимание, что график для стабильных изотопов отклоняется от линии Z = N по мере увеличения числа элементов Z.

Тритий богат нейтронами, и это дает возможность распасться одному из нейтронов.

He3 богат протонами и является стабильным изотопом, потому что один нейтрон, играющий в мяч с заряженными протонами, умудряется оставаться на линии стабильности. В конце концов, это наблюдательный факт. Он мог вернуться к тритию только путем захвата электронов, а энергии связи не позволяют этого, так как протоны не распадаются.

Этот ответ неверен, потому что он путает причину и следствие. Является ли ядро ​​богатым нейтронами или протоном, зависит от того, является ли его общая масса покоя выше или ниже, чем у его соседей с другим А . Извините, Анна В.
Заряд @rob не является частью баланса массы. Именно эффект избыточного заряда в количествах делает нестабильность для богатых протонами и богатых нейтронами более высокой вероятностью распада из-за большого количества нейтронов, а не большей массы, независимо от спина бариона или заряда. Я думаю, вы ошибаетесь. Это не просто А, и это видно на рисунке, который я разместил. Эффект заключается в энергии связи на нуклон.
Энергия связи на нуклон является производной величиной и отвлекающим маневром. Как сообщил Caos, тритий имеет Б Е / А "=" 8,5 / 3 МэВ, а у гелия-3 Б Е / А "=" 7.7 / 3 МэВ — в отличие от большинства (всех других?) распадов родительский более тесно связан , чем дочерний. Однако общая масса настолько мала, что имеет значение разница масс нейтрона и протона. Гелий-3 — одно из ровно двух стабильных ядер с Z > Н (другой - водород-1); было бы заблуждением рассматривать его стабильность как пример общего правила.
@rob Да, это счастливое исключение из граничных условий. Но именно граничные условия определяют энергетические уровни, а число зарядов и число нейтронов являются частью граничных условий, если кто-то хочет решить проблему. Общая стабильность зависит от этих граничных условий, поскольку существует много изотопов для одного и того же A, которые нестабильны как с избытком протонов, так и с избытком нейтронов. Я не думаю, что указание на общее правило при обсуждении конкретного случая, подпадающего под правило Златовласки («в самый раз» для стабильности), вводит в заблуждение.

Я не проверял ваши расчеты дефекта массы, но что касается энергии связи, то она определяется как "энергия, необходимая для разборки целой системы на отдельные части" ( http://en.wikipedia.org/wiki/ Binding_energy ). Итак, я предполагаю, что энергия связи трития — это энергия, необходимая для его разборки на два нейтрона и протон, тогда как энергия связи гелия-3 — это энергия, необходимая для его разборки на нейтрон и два протона, но нейтрон тяжелее. чем протон, поэтому я предполагаю, что масса трития больше, чем у гелия-3, хотя его энергия связи выше.

Все стороны должны быть поздравлены с тем, что они задали такой «ключевой» вопрос и изучили ответы относительно «традиционно» рассчитанной «энергии связи» H-3 и He-3 и стабильности каждого из них!

Я предлагаю (как Sears & Zemansky проиллюстрировали в своем стандартном, часто используемом старом учебнике «Физика колледжа»), что H-1, нейтральная масса атома Бора, и, в частности, его масса «u», использовалась в качестве исходного ингредиента для воображения построения конечных ядер. , в расчетах энергии синтеза, независимо от того, He-4 ли это (начиная с 4 атомов Бора), ---- или He-3 или H-3 (начиная с 3 масс атомов Бора для каждого из них тоже)! ((В конечном счете, Солнце, чистые результаты, строит Не-4 с (4) атомами Бора Н-1.))

Основная проблема (небольшой недостаток) заключается в том, чтобы начать с нестабильного свободного нейтрона в расчетах для построения «нейтронов внутри» ядра конечного продукта! Это «микроуправляет» «микросистемой», и это похоже на то, как дать лошади, чье тело имеет тенденцию не поглощать статический заряд, - и несправедливое преимущество. Свободный нейтрон - это склонная к распаду «частица», и она не идеально подходит для начала в качестве основного исходного сырьевого ингредиента. Использование «свободной массы нейтрона» в некоторых расчетах «энергии связи» может привести к полезным результатам, но в некоторых случаях приводит к большим проблемам.

Может быть, это только я, но я хотел бы увидеть хотя бы схему вычислений. Я не думаю, что обращение к модели Бора здесь настолько информативно.
И не ты масса 1 ЧАС . Это одна двенадцатая часть массы 12 С .
Распад трития происходит самопроизвольно, даже если энергия связи трития выше энергии связи 3He. Почему?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v