dråpemodellen

Dråpemodellen, ofte kalt væskedroppemodellen eller liknende væskemodeller i kjernefysikk, er en makroskopisk modell som beskriver atomkjernen som en liten, udelelig væske som oppfører seg som en flytende dråpe. Modellen representerer kjernen som en ladet, ukomprimerbar fluid med overflate og som gir en forenklet forklaring av bindingene mellom nucleoner (protoner og nøytroner) ved hjelp av bulk-, overflate- og Coulomb-energier. Den er spesielt nyttig for å forklare generelle trender i bindingsenergi og kjernestruktur uten å gå inn i detaljer om individuelle kvantetilstander.

Energikomponenter

I dråpemodellen kommer kjernens totalbindingenergi ofte til uttrykk som summen av separate bidrag: volumenergien som er proporsjonal med A (antall nukleoner), overflateenergien som følger A^(2/3), Coulombenergien som varierer med Z^2 og A^(−1/3), og asymmetrienergien som avhenger av forskjellen N−Z. En vanlig form er:

E_binding ≈ a_v A − a_s A^(2/3) − a_c Z^2 / A^(1/3) − a_a (N−Z)^2 / A + δ(A,Z)

Her er N = A−Z, og δ(A,Z) er pairing-tillegget som avhenger av om kjernen er even–even, odd–odd eller odd–even. Koeffisientene (a_v, a_s, a_c, a_a, δ) er empiriske og tilpasses data.

Betydning og begrensninger

Dråpemodellen gir innsikt i hvorfor kjernen har omtrent konstant bindende energi per nucleon (med maks rundt A ≈ 56), hvorfor større kjerners fission skjer når Coulomb-energien dominerer over overflateenergi, og hvorfor kjernelikningen er stabil på brede områder av periodiske strukturer. Den har imidlertid sine begrensninger: den skylder på at den ikke inkluderer kvantehøye effekter som kjernesheller og magiske tall, og den gir kun en lakonisk beskrivelse av individuelle tilstander og deformasjoner. Den brukes fortsatt som en grunnleggende tilnærming og som referansepunkt for mer detaljerte kjernefysiske modeller.