Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ОТ ЧЕТЫРЕХ К ОДНОМУ. СИЛЫ ВНУТРИАТОМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ

Бадамшин И Х,

4.3. Сравнительный анализ результатов расчета со справочными данными

Подтверждением адекватности модели (а также единства физических законов в природе) является примерное равенство сил Fс ≈ Fq ≈ Fg в приведенных ниже примерах. А также сравнение потенциального барьера с энергией первого возбужденного состояния ядра (Пуд) и расчетных радиусов ядра со справочными значениями [62]. Результаты расчета получены при условии Fс ≈ Fq ≈ Fg и сведены в табл. 4.1–4.10.

Отрицательное значение потенциального барьера означает, что в ядре центробежная сила больше центростремительной силы. Иначе говоря, имеет место излучение, т.е. радиоактивность.

Ядро урана,

Таблица 4.1

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

10,56⋅10–15

7,43⋅10–15…10,53⋅10–15

–0,2

Радиус нуклона

м

1,0⋅10–15

0,8⋅10–15

25

Центростремительная сила, Fc

Н

57,9

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

57,8

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

57,9

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

65,6

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

–1,02⋅106

–

–

Удельная кинетическая энергия частицы, Куд

эВ

1,0⋅106

–

–

Кинетическая энергия a-частицы, Кч

эВ

4,0⋅106

4⋅106…8,8⋅106[46]

0

Удельная энергия связи (на один нуклон) для урана-238 составляет 7,6 МэВ. Но так как Fц > Fс a-частица с энергией 4,00 МэВ, состоящая из четырех нуклонов, излучается из ядра.

Ядро трития,

Таблица 4.2

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

0,80⋅10–15

1,23⋅10–15

–34,9

Радиус нуклона

м

0,45⋅10–15

0,8⋅10–15

–43,7

Центростремительная сила, Fc

Н

284,3

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

282,9

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

284,3

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

286,2

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

–18,5⋅103

–

–

Удельная кинетическая энергия частицы, Куд

эВ

18,5⋅103

–

–

Кинетическая энергия b-частицы, Кч

эВ

18,5⋅103

18,6⋅103 [46]

0,5

Отрицательное значение потенциального барьера означает, что в ядре центробежная сила больше центростремительной силы. Иначе говоря, имеет место излучение, т.е. радиоактивность.

b-частица с энергией 0,185 МэВ излучается из ядра, так как Fц > Fс.

Ядро дейтерия,

Таблица 4.3

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

1,26⋅10–15

(1,01…2,1)⋅10–15

–

Радиус нуклона

м

0,49⋅10–15

0,8⋅10–15

–38,7

Центростремительная сила, Fc

Н

69,9

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

69,3

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

69,9

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

51,8

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,286⋅106

 

–

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

нет

 

Поскольку в ядре центробежная сила больше центростремительной, то удельный (на один нуклон) потенциальный барьер имеет положительное значение. Иначе говоря, излучение отсутствует.

Ядро лития,

Таблица 4.4

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

1,42⋅10–15

1,79⋅10–15

–20,6

Радиус нуклона

м

0,43⋅10–15

0,8⋅10–15

–46,2

Центростремительная сила, Fc

Н

318,7

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

318,3

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

318,7

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

291,7

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,476⋅106

 

0,6

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

0,479⋅106 [46]

 

Центростремительная сила в ядре больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер, т.е. излучение отсутствует.

Ядро натрия,

Таблица 4.5

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

1,98⋅10–15

3,18⋅10–15

–50,5

Радиус нуклона

м

1,81⋅10–15

0,8⋅10–15

126

Центростремительная сила, Fc

Н

337,3

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

338,5

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

337,3

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

319,6

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,437⋅106

 

0,04

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

0,440⋅106 [46]

 

Центростремительная сила в ядре больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер, т.е. излучение отсутствует.

Ядро меди,

Таблица 4.6

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

5,20⋅10–15

(4,77…6,76)⋅10–15

–

Радиус нуклона

м

1,21⋅10–15

0,8⋅10–15

51,2

Центростремительная сила, Fc

Н

135,2

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

134,1

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

135,2

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

125,0

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,665⋅106

 

0,4

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

0,668⋅106 [46]

 

Центростремительная сила больше центробежной силы в ядре, имеется потенциальный барьер, т.е. излучение отсутствует.

Ядро алюминия,

Таблица 4.7

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

2,34⋅10–15

3,10⋅10–15

–21

Радиус нуклона

м

1,29⋅10–15

0,8⋅10–15

61,2

Центростремительная сила, Fc

Н

285,3

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

284,3

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

285,3

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

256,9

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,831⋅106

 

-1,3

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

0,842⋅106[46]

 

Центростремительная сила в ядре больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер, т.е. излучение отсутствует.

Ядро никеля,

Таблица 4.8

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

4,78⋅10–15

(4,66…6,60)⋅10–15

–

Радиус нуклона

м

1,25⋅10–15

0,8⋅10–15

56,2

Центростремительная сила, Fc

Н

148,1

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

148,1

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

148,1

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

124,1

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

1,43⋅106

 

–1,4

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

1,45⋅106 [46]

 

Центростремительная сила в ядре больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер, т.е. излучение отсутствует.

Ядро железа,

Таблица 4.9

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

4,57⋅10–15

4,59⋅10–15

–0,4

Радиус нуклона

м

1,20⋅10–15

0,8⋅10–15

50,0

Центростремительная сила, Fc

Н

154,3

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

154,7

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

154,3

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

139,4

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,847⋅106

 

0,2

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

0,845⋅106[46]

 

Центростремительная сила в ядре больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер, т.е. излучение отсутствует.

Ядро ванадия,

Таблица 4.10

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

4,23⋅10–15

4,45⋅10–15

–4,9

Радиус нуклона

м

1,08⋅10–15

0,8⋅10–15

35,0

Центростремительная сила, Fc

Н

165,5

–

–

Кулоновская сила, Fq

Н

164,5

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

165,5

–

–

Центробежная сила, Fц

Н

159,5

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,321⋅106

 

–0,6

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

   

0,323⋅106 [46]

 

Центростремительная сила больше центробежной силы в ядре, имеется потенциальный барьер, т.е. излучение отсутствует.

Исходя из вышеприведенных данных, можно заключить, что:

1. Центростремительное ускорение объекта, совершающего совместное орбитальное и вращательное движение, определяется по формуле (2.19).

2. Центробежное ускорение этого же объекта определяется по формуле aц = ω2∙r.

3. Часть физических явлений объясняется соотношением между центробежной и центростремительной силами, в частности, процессы излучения и поглощения энергии в атоме и его ядре.

4. Результаты сравнительного анализа, приведенные в табл. 4.1–4.10 подтверждают адекватность модели.