16.31. Почему удельная энергия связи в тяжелых ядрах убы- вает с увеличением массового числа?

Ответ: Удельная энергия связи в тяжелых ядрах убывает с увеличением массового числа из-за увеличения кулоновского отталкивания между протонами.

В тяжелых ядрах содержится большое количество протонов. Протоны имеют положительный электрический заряд и, следовательно, отталкиваются друг от друга в соответствии с законом Кулона. Кулоновское отталкивание между протонами в ядре увеличивается пропорционально квадрату числа протонов.

Для удержания ядра вместе необходимо, чтобы ядерные силы притяжения между нуклонами (протонами и нейтронами) превосходили кулоновское отталкивание. Однако ядерные силы имеют короткий радиус действия и действуют только между ближайшими нуклонами, в то время как кулоновские силы действуют на большем расстоянии.

С увеличением массового числа (и, следовательно, числа протонов) кулоновское отталкивание становится все более значительным. Чтобы компенсировать это отталкивание, требуется больше нейтронов, которые участвуют только в ядерных взаимодействиях и не создают кулоновского отталкивания. Однако добавление нейтронов не может полностью компенсировать эффект кулоновского отталкивания, и удельная энергия связи (энергия связи на один нуклон) уменьшается.

Таким образом, удельная энергия связи в тяжелых ядрах уменьшается с увеличением массового числа, поскольку кулоновское отталкивание между протонами становится более значительным и требует больше энергии для удержания ядра вместе.

Ответ: Удельная энергия связи в тяжелых ядрах убывает с увеличением массового числа из-за увеличения кулоновского отталкивания между протонами.