அறிமுகம்#
முந்தைய பிரிவில் பல்வேறு தொடக்கநிலை அணு மாதிரிகள், ரூதர்போர்டு ஆல்பா துகள் சிதறல் ஆய்வு மற்றும் போர் அணு மாதிரி ஆகியவற்றைப் பற்றி பார்த்தோம். அணு மற்றும் அணுக்கரு ஆகியவற்றின் அமைப்பைப் புரிந்து கொள்வதற்கு இவை பெரிதும் உதவின. இந்தப் பிரிவில் அணுக்கருவின் பண்புகள் மற்றும் அதன் வகைகளைப் பற்றி விவரிக்கப்பட்டுள்ளது.
அணுக்கருவின் கட்டமைப்பு#
அணுவானது தன்னுள்ளே அணுக்கருவையும் அதனைச் சுற்றிலும் எலக்ட்ரான்களையும் கொண்டுள்ளது. அணுக்கரு புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களை உள்ளடக்கியது. நியூட்ரான்கள் மின் நடுநிலைத் தன்மை கொண்டவை ($q = 0$); புரோட்டான்கள் நேர மின்னூட்டம் கொண்டவை ($q = + e$) அவற்றின் மின்னூட்ட மதிப்பு எலக்ட்ரான்களின் மின்னூட்ட மதிப்புக்குச் ($q = – e$) சமமாக இருக்கும். அணுக்கரு ஒன்றிலுள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அணு எண் எனப்படும் – அதை $Z$ என்ற குறியீட்டினால் அறியலாம். அணுக்கரு ஒன்றிலுள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை $N$ என்ற குறிக்கப்படுகிறது. அணுக்கருவில் காணப்படும் நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் மொத்த எண்ணிக்கை நிறை எண் எனப்படும். அது $A$ என்ற குறிக்கப்படுகிறது. எனவே, $A = Z+N$
அணுக்கருவின் இரண்டு கூறுகள், நியூட்ரான் மற்றும் புரோட்டான்கள், நியூக்ளியான்கள் எனும் பொதுப்பெயரினால் அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு புரோட்டானின் நிறை $1.6726 \times 10^{-27}$ kg ஆகும். இது எலக்ட்ரானின் நிறையைப்போல் ஏறத்தாழ 1836 மடங்காகும். நியூட்ரானின் நிறை புரோட்டானின் நிறையை விட சற்று அதிகமானது. அதாவது அதன் நிறை $1.6749 \times 10^{-27}$ kg.
ஒரு தனிமத்தின் அணுக்கருவை குறிப்பதற்கு பின்வரும் குறிமுறையைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
$$^{A}_{Z} X$$இங்கு $X$ என்பது தனிமத்தின் வேதிக் குறியீடு, $A$ என்பது நிறை எண் மற்றும் $Z$ என்பது அணு எண். எடுத்துக்காட்டாக நைட்ரஜன் அணுக்கரு $^{15}_{7}N$ என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. இது நைட்ரஜன் அணுக்கருவில் 15 நியூக்ளியான்கள் உள்ளன என்பதை உணர்த்துகிறது. இதில் 7 புரோட்டான்கள் ($Z = 7$) மற்றும் 8 நியூட்ரான்கள் ($N = A – Z = 8$) உள்ளன. சில தருணங்களில், $Z$-ன் மதிப்பு தெரிந்த தனிமத்திற்கு கீழ் இலக்கம் $Z$ ஆனது எழுதப்படாமல் தவிர்க்கப்படுகிறது. உதாரணமாக நைட்ரஜன் அணுக்கருவை $^{15}N$ (நைட்ரஜன் பதினைந்து என்று கூற வேண்டும்) என்று கூறினால் போதுமானது.
அணுக்கருவில் நேர் மின்னூட்டம் உடைய புரோட்டான்களும் மின் நடுநிலைத் தன்மையுடைய நியூட்ரான்களும் உள்ளதால், அதன் நிகர மின்னூட்டம் நேர்க்குறி கொண்டது மற்றும் அதன் மின்னூட்ட மதிப்பு $+Ze$ ஆகும். ஆனால், அணுவானது மின் நடுநிலைத் தன்மையுடையது, ஆதலால் அணுவிலுள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அணுக்கருவிலுள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்குச் சமமாகும்.
ஐசோடோப்புகள், ஐசோபார்கள் மற்றும் ஐசோடோன்கள்#
ஐசோடோப்புகள்
இயற்கையில், குறிப்பிட்ட ஒரு தனிமத்தின் அணுக்கள் சம எண்ணிக்கையுள்ள புரோட்டான்களையும், வேறுபட்ட எண்ணிக்கையுள்ள நியூட்ரான்களையும் பெற்றுள்ளதை நாம் அறிவோம். இத்தகைய அணுக்கள் ஐசோடோப்புகள் எனப்படுகின்றன. அதாவது, சமமான அணு எண் ($Z$) மற்றும் வேறுபட்ட நிறை எண் ($A$) கொண்ட ஒரே தனிமத்தின் அணுக்கள் ஐசோடோப்புகள் எனப்படும். எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் அணு மூன்று ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டது, அவை $^{1}{1}H$ (ஹைட்ரஜன்), $^{2}{1}H$ (டியூட்டிரியம்) மற்றும் $^{3}_{1}H$ (டிரிட்டியம்) எனக் குறிப்பிடப்படுகின்றன. இவை அனைத்திலும் ஒரேயொரு புரோட்டான் மட்டுமே உள்ளதைக் கவனிக்கவும். ஹைட்ரஜனில் நியூட்ரான்கள் இல்லை, டியூட்டிரியத்தில் ஒரு நியூட்ரானும், டிரிட்டியத்தில் இரண்டு நியூட்ரான்களும் உள்ளன.
குறிப்பிட்ட ஒரு தனிமத்தில் காணப்படும் ஐசோடோப்புகளின் எண்ணிக்கையும் அவற்றின் அளவுகளும் தனிமத்திற்குத் தனிமம் வேறுபடும். எடுத்துக்காட்டாக கார்பன் அணு நான்கு முக்கிய ஐசோடோப்புகள் கொண்டது. $^{11}{6}C$, $^{12}{6}C$, $^{13}{6}C$ மற்றும் $^{14}{6}C$. ஆனாலும் இயற்கையில் $^{12}{6}C$ -ன் அளவு 98.9% ஆகவும் $^{13}{6}C$ -ன் அளவு 1.1% ஆகவும் $^{14}{6}C$ -ன் அளவு 0.0001% ஆகவும் உள்ளது. மற்ற ஐசோடோப்பான $^{11}{6}C$ இயற்கையாகத் தோன்றியது அல்ல, ஆய்வுக்கூடங்களில் அணுக்கரு வினைகள் மூலம் அல்லது பிரபஞ்சக்கதிர்கள் (Cosmic rays) மூலம் மட்டுமே அதை உருவாக்க இயலும்.
அணு ஒன்றின் வேதிப்பண்புகள் அதிலுள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை மட்டுமே சார்ந்திருக்கின்றன. தனிமம் ஒன்றின் ஐசோடோப்புகள் ஒரே எலக்ட்ரானிய அமைப்பை கொண்டுள்ளதால், அவை ஒரே மாதிரியான வேதிப்பண்புகளையும் பெற்று விளங்குகின்றன. எனவே, தனிம வரிசை அட்டவணையில் ஐசோடோப்புகள் ஒரே இடத்தில் வைக்கப்படுகின்றன.
ஐசோபார்கள்
ஐசோபார்கள் என்பவை சமமான நிறை எண் ($A$) மற்றும் வேறுபட்ட அணு எண் ($Z$) கொண்ட வெவ்வேறு தனிமங்களின் அணுக்கள் ஆகும். அதாவது அவை சம நியூக்ளியான் எண்ணிக்கை கொண்ட வெவ்வேறு வேதியத் தனிமங்களின் அணுக்களாகும். எடுத்துக்காட்டாக, $^{40}{16}S$, $^{40}{17}Cl$, $^{40}{18}Ar$, $^{40}{19}K$ மற்றும் $^{40}_{20}Ca$ ஆகியவை சமமான நிறை எண் 40 மற்றும் வெவ்வேறு அணு எண்களையும் கொண்ட ஐசோபார்கள். ஐசோடோப்புகளைப் போலல்லாமல் ஐசோபார்கள் வெவ்வேறு தனிமங்களின் அணுக்கள் ஆகும். ஆகவே அவை மாறுபட்ட இயற்பியல் மற்றும் வேதிப் பண்புகளைப் பெற்றிருக்கும்.
ஐசோடோன்கள்
சம எண்ணிக்கையில் நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ள வெவ்வேறு தனிமங்களின் அணுக்கள் ஐசோடோன்கள் எனப்படும். (எ.கா) $^{12}{5}B$ மற்றும் $^{13}{6}C$ இவற்றில் 7 நியூட்ரான்கள் உள்ளன.
அணு நிறையும் அணுக்கரு நிறையும்#
அணுக்கருவின் நிறை மிகச் சிறிய மதிப்பு கொண்டதாக உள்ளது. (ஏறத்தாழ $10^{-25}$ kg அல்லது அதைவிடக் குறைவு). எனவே அதை எழுதும் போது அணு நிறை அலகு ($u$) என்ற அலகைப் பயன்படுத்துவது எளிதாக இருக்கும். அணு நிறை அலகு ($u$) என்பது இயற்கையாகக் கிடைக்கப் பெறும் கார்பன் ஐசோடோப்புகளில் அதிக அளவில் காணப்படும் $^{12}_{6}C$ ஐசோடோப்பின் நிறையில் $\frac{1}{12}$ இல் ஒரு பங்கு ஆகும். அதாவது,
$$1 \text{ u} = \frac{^{12}C \text{ அணுவின் நிறை}}{12} = \frac{1.9926 \times 10^{-26} \text{ kg}}{12} = 1.660 \times 10^{-27} \text{ kg}$$அணு நிறை அலகில், நியூட்ரானின் நிறை $m_n = 1.008665 \text{ u}$, புரோட்டானின் நிறை $m_p = 1.007276 \text{ u}$, ஹைட்ரஜன் அணுவின் நிறை $m_H = 1.007825 \text{ u}$ மற்றும் $^{12}C$ -ன் நிறை $12 \text{ u}$.
பொதுவாக, நிறை பற்றி பேசுவது அணுக்களின் நிறையையன்றி அணுக்கருக்களின் நிறை அல்ல. எனவே குறிப்பிட்ட அணுக்கருவின் நிறையைக் காண அதன் அணுக்களின் நிறையிலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் நிறையைக் கழிக்க வேண்டும். அணுக்களின் நிறையை செய்முறை ஆய்வின் மூலம் கண்டறிய பெயின் பிரிட்டி நிறைமாலைமானி என்ற கருவி பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஐசோடோப்புகளின் விளைவுகளைக் கருத்தில் கொள்ளாமல் தனிமத்தின் அணு நிறையைக் கண்டறிந்தோம் என்றால் அதிலுள்ள ஐசோடோப்புகளின் அளவுகளுக்கு (abundance) ஏற்ப கணக்கிடப்பட்ட சராசரி அணு நிறையை நமக்குக் கிடைக்கும்.
எடுத்துக்காட்டு 9.6
குளோரினின் பல்வேறு ஐசோடோப்புகளுக்கு இடையே வேறுபாடுகள் இல்லையெனில், அவற்றின் சராசரி அணு நிறையைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு
குளோரின் தனிமமானது 75.77% $^{35}Cl$ மற்றும் 24.23% $^{37}Cl$ ஆகியவற்றின் கலவையாகும். எனவே, அதன் சராசரி அணுநிறை
$$\frac{75.77}{100} \times 34.96885 \text{ u} + \frac{24.23}{100} \times 36.96593 \text{ u} = 35.453 \text{ u}$$ஒரு தனிமத்தின் இந்த சராசரி அணுநிறை அல்லது வேதிய அணு எடை (குளோரினுக்கு இதன் மதிப்பு 35.453 u) மதிப்புகளையே வேதியியலாளர்கள் (Chemists) பயன்படுத்துகின்றனர். எனவே, தனிம வரிசை அட்டவணையில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள அணு நிறை மதிப்புகள் இவ்வாறு கணக்கிடப்பட்ட சராசரி அணுநிறை மதிப்புகளே என்பதைக் கருத்தில் கொள்ளவும்.
அணுக்கருவின் அளவும் அதன் அடர்த்தியும்:#
ஆல்பா துகள் சிதறல் ஆய்வு உள்ளிட்ட பலவிதமான செய்முறைகளைப் பயன்படுத்தி பல அணுக்கருக்களின் மீது வெவ்வேறு ஆய்வுகள் நடத்தப்பட்டுள்ளன. அவற்றில் இருந்து, அணுக்கருவானது கிட்டத்தட்ட கோள வடிவிலானது என்று தெரிகிறது. மேலும் செய்முறை ஆய்வுகளின் அடிப்படையில் $Z > 10$ கொண்ட அணுக்கருக்களுக்கு அவற்றின் ஆரம் $R$ ஆனது
$$R = R_0 A^{\frac{1}{3}} \qquad (9.19)$$என்ற வாய்ப்பாடு சோதனை (empirically) மூலம் பெறப்பட்டுள்ளது. இங்கு $A$ என்பது அணுக்கருவின் நிறை எண் மற்றும் $R_0 = 1.2 \text{ F}$ ($1 \text{ F} = 1 \times 10^{-15} \text{ m}$). இங்கு $F$ என்ற அலகு ஃபெர்மி என்பாரின் நினைவாக இடப்பட்டது ஆகும்.
எடுத்துக்காட்டு 9.7
$^{197}_{79}Au$ அணுக்கருவின் ஆரத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு
சமன்பாடு (9.19) –ன் படி,
$$R = 1.2 \times 10^{-15} \times (197)^{\frac{1}{3}} = 6.97 \times 10^{-15} \text{ m}$$அல்லது $R = 6.97 \text{ F}$
எடுத்துக்காட்டு 9.8
நிறை எண் $A$ கொண்ட அணுக்கருவின் அடர்த்தியைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு
சமன்பாடு(9.19)ன் படி, அணுக்கருவின் ஆரத்திற்கான சமன்பாடு $R = R_0 A^{1/3}$ எனில், அணுக்கருவின் பருமன்
$$V = \frac{4}{3} \pi R^3 = \frac{4}{3} \pi R_0^3 A$$புரோட்டானுக்கும் நியூட்ரானுக்கும் இடையேயுள்ள நிறை வேறுபாட்டைப் புறக்கணித்தால், நிறை எண் $A$ கொண்ட அணுக்கருவின் நிறை $A.m$, இங்கு $m$ என்பது புரோட்டானின் நிறை $= 1.6726 \times 10^{-27} \text{ kg}$. அணுக்கருவின் அடர்த்தி
$$\rho = \frac{\text{அணுக்கருவின் நிறை}}{\text{அணுக்கருவின் பருமன்}} = \frac{A.m}{\frac{4}{3}\pi R_0^3 A} = \frac{m}{\frac{4}{3}\pi R_0^3}$$இந்த கோவையைக் கவனிக்கவும்: அணுக்கரு அடர்த்தி நிறை எண்ணைச் சார்ந்ததல்ல. அதாவது அனைத்து அணுக்கருக்களும் ($Z > 10$) ஒரே அடர்த்தியை உடையன. இது அணுக்கருவின் முக்கியமான பண்புகளில் இதுவும் ஒன்று.
கோவையில் உள்ள குறியீடுகளுக்கு மதிப்புகளைப் பிரதியிட, அணுக்கரு அடர்த்தியின் மதிப்பு
$$\rho = \frac{1.67 \times 10^{-27}}{\frac{4}{3}\pi \times (1.2 \times 10^{-15})^3} = 2.3 \times 10^{17} \text{ kg m}^{-3}$$அணுக்கருவிலுள்ள நியூக்ளியான்கள் மிகவும் இறுக்கமாகத் திணிக்கப்பட்ட நிலையில் இருக்கின்றன என்பதை இந்த மதிப்பு காட்டுகிறது. மேலும் இந்த அடர்த்தியின் மதிப்பை பதின்நீரின் அடர்த்தியுடன் ($10^3 \text{ kg m}^{-3}$) ஒப்பிட்டுப் பார்க்கவும்.
குறிப்பு: ஒரேயொரு தேக்கரண்டி அளவு அணுக்கருவின் பருப்பொருளின் நிறையானது கிட்டத்தட்ட பில்லியன் டன்களுக்குச் சமமாகும்.
நிறை குறைபாடும் பிணைப்பு ஆற்றலும்#
எந்தவொரு அணுக்கருவின் நிறையும் அதிலுள்ள நியூக்ளியான் நிறைகளின் கூட்டுத்தொகையை விட குறைவாக உள்ளது என்று ஆய்வுகளின் மூலம் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, கார்பன்-12 அணுக்கருவானது 6 புரோட்டான்களையும் 6 நியூட்ரான்களையும் கொண்டது.
6 புரோட்டான்களின் நிறை = $6 \times 1.00727 \text{ u} = 6.04362 \text{ u}$ 6 நியூட்ரான்களின் நிறை = $6 \times 1.00866 \text{ u} = 6.05196 \text{ u}$ 6 எலக்ட்ரான்களின் நிறை = $6 \times 0.00055 \text{ u} = 0.0033 \text{ u}$ எனவே, கார்பன்-12 அணுக்கருவின் எதிர்ப்பார்க்கப்படும் நிறை = $6.04362 \text{ u} + 6.05196 \text{ u} = 12.09558 \text{ u}$
ஆனால், நிறைமாலைமானியைக் கொண்டு கண்டறியப்பட்ட கார்பன்-12 அணுவின் நிறை = 12 u. இதிலிருந்து 6 எலக்ட்ரான்களின் நிறையை (0.0033 u) கழித்தால், கார்பன்-12-ன் அணுக்கரு நிறை = $11.9967 \text{ u}$. இங்கு ஆய்வுகளின் அடிப்படையில் கண்டறியப்பட்ட கார்பன்-12 அணுக்கரு நிறையானது, அதிலுள்ள நியூக்ளியான் நிறைகளின் கூட்டுத்தொகையை விட $\Delta m = 0.09888 \text{ u}$ அளவு குறைவாக உள்ளதைக் கவனிக்கவும். இந்த நிறை வேறுபாடு $\Delta m$ ஆனது நிறை குறைபாடு அல்லது நிறை இழப்பு என்றழைக்கப்படும். பொதுவாக, $M$, $m_p$ மற்றும் $m_n$ ஆகிய குறியீடுகள் முறையே $^{A}_{Z}X$ -அணுக்கருவின் நிறை, புரோட்டானின் நிறை மற்றும் நியூட்ரானின் நிறை ஆகியவற்றைக் குறிக்கின்றன எனில், நிறை குறைபாடு
$$\Delta m = (Z m_p + N m_n) - M \qquad (9.20)$$இந்த நிறை எங்கே மறைந்தது? இந்தக் கேள்விக்கான விளக்கம் ஐன்ஸ்டீனின் நிறை- ஆற்றல் சமன்பாட்டின் ($E = mc^2$) மூலம் தரப்படுகிறது. இந்த சமன்பாட்டின்படி, நிறையை ஆற்றலாகவும், ஆற்றலை நிறையாகவும் மாற்ற முடியும். கார்பன்-12 அணுக்கருவைப் பொறுத்தவரை 6 புரோட்டான்களும் 6 நியூட்ரான்களும் இணைந்து கார்பன்-12 அணுக்கருவாகும்போது, இந்த நிறை குறைபாட்டிற்குச் சமமான நிறை $\Delta m$ மறைந்து, அதுவே ஆற்றலாக வெளிப்பட்டுள்ளது. இந்த ஆற்றல் பிணைப்பு ஆற்றல் (B.E) என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் அது $(\Delta m) c^2$ க்கு சமமாகும். உண்மையில், கார்பன்-12 அணுக்கருவை தனித்தனி நியூக்ளியான்களாகப் பிரிப்பதற்கு இப்பிணைப்பு ஆற்றலுக்குச் சமமான ஆற்றலை நாம் அளிக்க வேண்டும்.
பிணைப்பு ஆற்றலின் அடிப்படையில் சமன்பாடு (9.20) ஆனது பின்வருமாறு எழுதப்படுகிறது.
$$BE = (Z m_p + N m_n - M)c^2 \qquad (9.21)$$அணுக்கரு நிறையை விட அணு நிறையைப் பயன்படுத்துவது வசதியாகக் கருதப்படுகிறது. சமன்பாடு (9.21)-ல் $Z$ எண்ணிக்கையுள்ள எலக்ட்ரான்களின் நிறையைக் கூட்டி பிறகு கழிக்கும் போது,
$$BE = [Z m_p + Z m_e + N m_n - (M + Z m_e)] c^2$$$$BE = [Z (m_p + m_e) + N m_n - M_A] c^2$$இங்கு $M_A$ என்பது $^{A}_{Z}X$ தனிமத்தின் அணுவின் நிறையாகும்.
$$m_p + m_e = m_H \ (\text{ஹைட்ரஜன் அணுவின் நிறை})$$$$BE = [Z m_H + N m_n - M_A] c^2 \qquad (9.24)$$குறிப்பு: ஐன்ஸ்டீனின் நிறை-ஆற்றல் சமத்தன்மையைப் பயன்படுத்தி ஒரு அணு நிறை அலகிற்குச் சமமான ஆற்றல் வருமாறு $1 \text{ u} = 1.66 \times 10^{-27} \times (3 \times 10^8)^2 = 14.94 \times 10^{-11} \text{ J} \approx 931 \text{ MeV}$ ஆகும்.
எடுத்துக்காட்டு 9.9
பின்வரும் தகவல்களைப் பயன்படுத்தி $^{4}{2}He$ அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடுக: ஹீலியம் அணுவின் அணு நிறை $M_A(^{4}{2}He) = 4.00260 \text{ u}$ மற்றும் ஹைட்ரஜன் அணுவின் நிறை $m_H = 1.00785 \text{ u}$.
தீர்வு:
பிணைப்பு ஆற்றல் $BE = [Z m_H + N m_n - M_A] c^2$ ஹீலியம் அணுவிற்கு $Z = 2$, $N = A-Z = 4-2 = 2$ நிறை குறைபாடு
$$\Delta m = [2 \times 1.00785 \text{ u} + 2 \times 1.008665 \text{ u} - 4.00260 \text{ u}]$$$$= (2.01570 + 2.01733 - 4.00260) \text{ u} = 0.03043 \text{ u}$$$$BE = 0.03043 \times 931 \text{ MeV} = 28.33 \text{ MeV}$$$^{4}_{2}He$ அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் 28.33 MeV.
பிணைப்பு ஆற்றல் வளைகோடு:#
முந்தைய பிரிவில் பிணைப்பு ஆற்றலின் தோற்றம் குறித்து பார்த்தோம். இப்போது ஒரு நியூக்ளியானுக்கான சராசரி பிணைப்பாற்றலைக் கணக்கிடுவோம்.
$$\frac{BE}{A} = \frac{[Z m_H + N m_n - M_A] c^2}{A} \quad (9.25)$$ஒரு நியூக்ளியானுக்கான சராசரி பிணைப்பாற்றல் என்பது அணுக்கரு ஒன்றிலிருந்து ஒரு நியூக்ளியானை வெளியேற்றத் தேவைப்படும் சராசரி ஆற்றலாகும். அனைத்து அறியப்பட்ட அணுக்கருக்களின் நிறையெண் ($A$) மதிப்புகளை x-அச்சிலும் அவற்றின் $\frac{BE}{A}$ மதிப்புகளை y-அச்சிலும் வைத்து வரைபடம் வரைந்தால், படம் 9.24-ல் உள்ளது போன்ற வளைகோடு நமக்குக் கிடைக்கின்றது.
சராசரி பிணைப்பாற்றல் வளைகோடு தொடர்பான சில முக்கிய குறிப்புகள்:
(1) நிறையெண்ணின் மதிப்பு கூடக்கூட $\frac{BE}{A}$ -ன் மதிப்பு அதிகரித்து, $A=56$ (இரும்பு) அணுக்கருவிற்கு அதன் பெரும மதிப்பை, அதாவது 8.8 MeV அடைந்து, அதன் பிறகு மெதுவாகக் குறைகிறது.
(2) நிறை எண் $A = 40$ இலிருந்து 120 வரையிலான அணுக்கருக்களின் ஒரு நியூக்ளியானுக்கான சராசரி பிணைப்பாற்றல் $\frac{BE}{A}$ மதிப்பு 8.5 MeV. பிற தனிமங்களுடன் ஒப்பிடும்போது இந்த தனிமங்கள் அதிக நிலைத்தன்மையுடனும் கதிரியக்கத்தன்மை இல்லாமலும் உள்ளன. பிற அதிக நிறை எண் தனிமங்களுக்கு, $\frac{BE}{A}$ இன் மதிப்பு மெதுவாகக் குறைந்து கொண்டே வருகிறது; யுரேனியத்தின் $\frac{BE}{A}$ மதிப்பு 7.6 MeV. நிலைத்தன்மை இல்லாத இத்தனிமங்கள் கதிரியக்கத் தன்மையோடு உள்ளன.
(3) $A<28$ கொண்ட இரு இலேசான அணுக்கருக்களைச் சேர்த்து $A<56$ கொண்ட ஒரு அணுக்கருவை உருவாக்கும்போது படம் 9.24-ன் படி, இறுதி அணுக்கருவின் $\frac{BE}{A}$ மதிப்பு தொடக்க அணுக்கருவின் மதிப்பை விட அதிகமாக உள்ளதைக் காணலாம். எனவே, இரு இலேசான தனிமங்களை இணைவு செய்து அதன் மூலம் ஒரு இடைநிலை $A$ மதிப்புடைய தனிம அணுக்கருவை உருவாக்கும்போது, ஏராளமான ஆற்றல் வெளிப்படுகின்றது. இதுவே அணுக்கரு இணைவு (nuclear fusion) என்ற நிகழ்விற்கான அடிப்படையாகவும் ஹைட்ரஜன் குண்டின் தத்துவமாகவும் விளங்குகிறது.
(4) கனமான தனிமத்தின் அணுக்கருவைப் பிளவு (fission) செய்து இரண்டு அல்லது அதற்கு மேலான, இடைநிலை $A$ மதிப்புடைய அணுக்கருக்களை உருவாக்கும்போதும் ஏராளமான ஆற்றல் வெளிப்படுகின்றது. அணு குண்டின் தத்துவமாக இது விளங்குகிறது. மேலும், கட்டுப்பாடற்ற அணுக்கரு பிளவு ஏற்படும்போதுதான் அணு குண்டு வெடித்து ஏராளமான ஆற்றல் வெளிப்படுகின்றது.
எடுத்துக்காட்டு 9.10
$^{4}_{2}He$ அணுக்கருவின் ஒரு நியூக்ளியானுக்கான பிணைப்பாற்றலைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு
எடுத்துக்காட்டு 9.9 லிருந்து $^{4}_{2}He$-ன் $BE = 28.33 \text{ MeV}$ ஒரு நியூக்ளியானுக்கான பிணைப்பாற்றல் $= \frac{BE}{A} = \frac{28.33 \text{ MeV}}{4} \approx 7 \text{ MeV}$.