द्रव्यमान क्षति और बंधन ऊर्जा क्या है? — भौतिकी

परिभाषा 33.5 माध्यमिक भौतिकी · अध्याय 33 — नाभिकीय ऊर्जा: विखंडन, संलयन, E=mc2

नाभिक ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ (द्रव्यमान $m$ ) तौलिए, फिर उसके $Z$ प्रोटॉन और $A - Z$ न्यूट्रॉन अलग-अलग तौलिए: भाग पूरे से भारी निकलते हैं। यह अंतर

\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},

द्रव्यमान क्षति है; और बंधन ऊर्जा $E_b = \Delta m\,c^2$ वह ऊर्जा है जो नाभिक को तोड़कर मुक्त न्यूक्लियॉनों में बाँटने के लिए चाहिए — और उतनी ही ऊर्जा जोड़ते समय छूटती है। बँधा हुआ नाभिक अपने भागों से नीचे बैठता है।

एक ऊर्जा-सीढ़ी: बँधा नाभिक अपने अलग किए गए न्यूक्लियॉनों से E_b नीचे पड़ता है — उसे जोड़ने पर E_b छूटता है, तोड़ने पर उतना ही लगता है। — एक ऊर्जा-सीढ़ी: बँधा नाभिक अपने अलग किए गए न्यूक्लियॉनों से $E_b$ नीचे पड़ता है — उसे जोड़ने पर $E_b$ छूटता है, तोड़ने पर उतना ही लगता है।

उदाहरण

उदाहरण 33.6 (हीलियम-4)

${}^{4}_{2}\mathrm{He}$ नाभिक का $m = 4.001\,51\,\mathrm{u}$ है; और उसके भाग: $2 \times 1.00728 + 2 \times 1.00866 = 4.031\,88\,\mathrm{u}$ । इसलिए $\Delta m = 0.030\,37\,\mathrm{u}$ और $E_b = 0.03037 \times 931.5 \approx 28.3\,\mathrm{MeV}$ : यानी नाभिक अपने भागों से $0.75\%$ कम भारी है — उदाहरण 33.4 वाला वही “हज़ार में एक भाग”।

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