Qu'est-ce que « Défaut de masse et énergie de liaison » ? — Physique

Définition 33.5 Physique du lycée · Chapitre 33 — Énergie nucléaire : fission, fusion, E=mc2

Peser un noyau ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ (masse $m$ ), puis peser ses $Z$ protons et $A - Z$ neutrons séparément : les parties sont plus lourdes que le tout. La différence

\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},

est le défaut de masse ; l’énergie de liaison $E_b = \Delta m\,c^2$ est l’énergie nécessaire pour écarter le noyau en nucléons libres — également l’énergie libérée lorsqu’on l’assemble. Un noyau lié se place sous ses parties.

Une échelle d’énergie : le noyau lié se trouve E_b sous ses nucléons séparés — l’assembler libère E_b, le démanteler le coûte. — Une échelle d’énergie : le noyau lié se trouve $E_b$ sous ses nucléons séparés — l’assembler libère $E_b$ , le démanteler le coûte.

Exemples

Exemple 33.6 (Hélium-4)

Le noyau ${}^{4}_{2}\mathrm{He}$ a $m = 4.001\,51\,\mathrm{u}$ ; ses parties : $2 \times 1.00728 + 2 \times 1.00866 = 4.031\,88\,\mathrm{u}$ . Donc $\Delta m = 0.030\,37\,\mathrm{u}$ et $E_b = 0.03037 \times 931.5 \approx 28.3\,\mathrm{MeV}$ : le noyau pèse $0.75\%$ de moins que ses parties — le « une partie pour mille » de l’Exemple 33.4.

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Exemples

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