¿Qué es Defecto de masa y energía de enlace? — Física

Definición 33.5 Física de secundaria · Capítulo 33 — Energía nuclear: fisión, fusión, E=mc2

Pesa un núcleo ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ (de masa $m$ ) y pesa después por separado sus $Z$ protones y sus $A - Z$ neutrones: las partes son más pesadas que el todo. La diferencia

\Delta m = Z\,m_p + (A - Z)\,m_n - m > 0, \qquad m_p = 1.007\,28\,\mathrm{u},\; m_n = 1.008\,66\,\mathrm{u},

es el defecto de masa; la energía de enlace $E_b = \Delta m\,c^2$ es la energía necesaria para descomponer el núcleo en nucleones libres — e igualmente, la energía liberada cuando se ensambla. Un núcleo ligado se sitúa por debajo de sus partes.

Una escalera de energías: el núcleo ligado está E_b por debajo de sus nucleones separados — ensamblarlo libera E_b y desmontarlo cuesta otro tanto. — Una escalera de energías: el núcleo ligado está $E_b$ por debajo de sus nucleones separados — ensamblarlo libera $E_b$ y desmontarlo cuesta otro tanto.

Ejemplos

Ejemplo 33.6 (Helio-4)

El núcleo ${}^{4}_{2}\mathrm{He}$ tiene $m = 4.001\,51\,\mathrm{u}$ ; sus partes: $2 \times 1.00728 + 2 \times 1.00866 = 4.031\,88\,\mathrm{u}$ . Así, $\Delta m = 0.030\,37\,\mathrm{u}$ y $E_b = 0.03037 \times 931.5 \approx 28.3\,\mathrm{MeV}$ : el núcleo pesa un $0.75\,\%$ menos que sus partes — la “parte de cada mil” del Ejemplo 33.4.

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Ejemplos

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