* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

1073 i Д Е Ф Е К Т Ы СТРУКТУРЫ 1074 где AM = 2m —М есть Д. м., а АЕ — энергия ^ связи, т. е. энергия, к-рую необходимо затратить для разделения системы на ее элементарные составные части. Следовательно, Д. м., являясь мерой энергии связи, представляет собой так же, как и эта энергия, меру устойчивости системы. При переходе менее устойчивых систем в более устой­ чивые выделяется энергия и уменьшается масса (т. е. Д. м. увеличивается); часть массы отдается вместе с энергией в окружающую среду. При химич. превра­ щениях соответствующие изменения массы ничтожны (менее 10 % ) , поскольку эти превращения затрагива­ ют лишь электронные оболочки атомов с весьма ма­ лой массой, тогда как атомные ядра, в к-рых сосредо­ точена почти вся масса вещества, остаются неиз­ менными. Поэтому химич. реакции протекают в ус­ ловиях практически полного равенства масс исход­ ных и конечных продуктов. Ядерные же превращения,затрагивая основную массу вещества, обнаруживают заметное ее изменение (иногда на несколько десятых процента) и сопровождаются энергетич. эффектами, на много порядков большими, чем при химич. реакци­ ях; при этом изменение массы на 1 физич. единицу атомного веса соответствует энергии в 931 Мэв. Энер­ гетич. эффект ядерной реакции определяется в основ­ ном разницей Д. м. конечных и исходных ядер. Д. м. атомных ядер известны с большой точностью и выра­ жаются в физич. единицах атомного веса: AM = = 1,00812 Z + 1,00893 (А — Z)—A&, где 1,00812 — масса атома Н , 1 , 0 0 8 9 3 — масса нейтрона, Z — поряд­ ковый номер, А — массовое число, А — атомный вес. Д. м. ядра, приходящийся на один нуклон, т. е. удель­ ная энергия связи в массовых единицах (АМ/А), об­ наруживает характерную закономерность в своем из­ менении с увеличением массового числа и порядкового номера: сначала он быстро возрастает от нуля (для Н ) до максимума (0,00941 физич. атомных единиц для N i ) , а затем постепенно убывает (составляя для U 0,00801 физич. атомных единиц). Из этой зако­ номерности, а также из условия выделения энергии лишь при образовании ядер с большим Д. м., чем ис­ ходные, следует, что наилучшими источниками ядер­ ной энергии могут служить либо процессы распада на­ иболее тяжелых ядер на значительно более легкие, либо соединение наиболее легких ядер в менее легкие. В ядерной энергетике получили использование про­ цессы обоих указанных типов (деление U , U и P u , осуществляемое в атомных реакторах и атом­ ных бомбах, а также термоядерные реакции синтеза Н е из изотопов водорода, используемые в водород­ ной бомбе). Следует иметь в виду, что термин «Д. м.» для атомных ядер в литературе часто используют для обозначения простой разности между атомным весом и массо­ вым числом (AM& = Л & — А ) , а не истинного Д. м. {АМ) причем AM = —AM + 0,00893,4 — 0,00081Z. В этом случае вместо уд. энергии связи в массовых единицах (АМ/А) пользуются величиной AM&/А, на­ зываемой упаковочным коэффициентом. 6 1 / 1 64 2 3 8 2 3 5 2 3 3 239 4 f } цессе образования кристалла. Вакансии могут воз­ никать также в поверхностном слое уже образовав­ шегося кристалла и затем диффундировать внутрь объема. Нек-рые атомы, образующие поверхностный слой тела, набрав случайно достаточно большую ки­ нетич. энергию, отрываются от соседей и «испаряются», оставив незанятый узел решетки — вакансию. В даль­ нейшем эту вакансию моЪкет занять соседний глубин­ ный атом, вакансия же переместится на место этого атома. В результате таких элементарных актов диффу­ зии вакансия постепенно проникает в глубь твердого тела. Однако для образования вакансии не обязательно должно произойти полное испарение атома из поверх­ ностного слоя. Если избыточная энергия недостаточна для испарения, то возможно неполное испарение, при к-ром поверхностный атом, вырвавшись из своего ок­ ружения,может перейти в новое положение над поверх­ ностным слоем, при к-ром этот атом будет иметь лишь одного соседа снизу. Вероятность такого перехода больше, чем полного испарения, т. к. требует меньшей энергии активации. Образовавшаяся при этом вакан­ сия тем же механизмом миграции глубинных атомов уйдет в глубь твердого тела. Дефекты по Шоттки обнаруживаются как в струк­ турах, построенных из одинаковых атомов (напр., металлы), так и в катионной или анионной решетке ионных кристаллов, в структурах с ковалентными связями (германий или селен) и в молекулярных кри­ сталлах (органич. соединения). В стехиометрич. ион­ ных кристаллах эти дефекты по условию электроней­ тральности должны быть парными, т. е. на каждую вакансию в катионной решетке должна приходиться одна вакансия в анионной решетке. Дефекты по Френкелю возникают в результате элементарных актов испарения глубинных атомов твердого тела. При этом «испаряющийся» атом ие по­ кидает объема тела, а переходит из данного узла, кри­ сталлич. решетки в соседнее междоузлие. Таким об­ разом, дефект по Френкелю представляет собой ва­ кансию и дислоцированный атом и в этом смысле всегда является парным дефектом. Возможность образования дефектов по Френкелю определяется неравномерным распределением энергии между атомами твердого тела. Те из атомов, к-рые в данный момент приобрели зна­ чительную избыточную энергию, могут покинуть поло­ жение равновесия (узел решетки) и переместиться в со­ седнее междоузлие. Оба типа точечных Д. с. возникают в результате термически активируемых процессов, и.каждой данной темп-ре отвечает определенная равновесная концентра­ ция этих дефектов: Vv_ n 0 v = пе 0 kT 9 С. Э. Вайсберг. ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ — нарушения строгой пространственной периодичности кристаллич. решет­ ки, свойственной идеальному кристаллу. Д. с. яв­ ляются неотъемлемой и характерной особенностью строения реальных кристаллов, механич. и физикохимич. свойства к-рых во многом определяются числом и типом Д. с. Простейшими и вместе с тем основными типами Д. с. являются точечные дефекты, названные . именами ученых, впервые указавших на их существование в кристаллах: «дефекты по Шоттки» и «дефекты по Френ­ келю». Дефекты по Шоттки представляют собой неза­ нятые узлы решетки, т. е. вакансии, возникшие в про­ где п — общее число атомов твердого тела в 1 см , n — число вакансий, U — энергия образования ва­ кансии. Однако число Д. с. при данной темп-ре может быть искусственно увеличено бомбардировкой твердого тела элементарными частицами или путем закалки равновесного состояния, соответствующего более высокой темп-ре, а также в результате пластич. деформации. Точечные Д. с. в реальных кристаллах играют ре­ шающую роль в процессах диффузии, в различных химич. процессах, идущих как на поверхности, так и в объеме твердых тел, в том числе и каталитич. про­ цессах, протекание к-рых существенно зависит от степени и характера неоднородности и наличия дефек­ тов в структуре твердого тела. Вместе с тем точечные Д. с. играют важную роль в формировании т. иаз. структурно-чувствительных свойств кристаллов: элек­ тропроводности, фотоэлектрических и термоэлектрич. свойств, v v