Wat is Massadefect en bindingsenergie? — Natuurkunde

Definitie 33.5 Natuurkunde bovenbouw · Hoofdstuk 33 — Kernenergie: splijting, fusie, E=mc2

Weeg een kern ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ (massa $m$ ), en weeg daarna haar $Z$ protonen en $A - Z$ neutronen apart: de delen zijn zwaarder dan het geheel. Het verschil

\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},

is het massadefect; de bindingsenergie $E_b = \Delta m\,c^2$ is de energie die nodig is om de kern uit elkaar te trekken tot vrije nucleonen — en evengoed de energie die vrijkomt wanneer ze wordt samengesteld. Een gebonden kern ligt onder haar delen.

Een energieladder: de gebonden kern ligt E_b onder haar gescheiden nucleonen — haar samenstellen geeft E_b vrij, haar ontmantelen kost het. — Een energieladder: de gebonden kern ligt $E_b$ onder haar gescheiden nucleonen — haar samenstellen geeft $E_b$ vrij, haar ontmantelen kost het.

Voorbeelden

Voorbeeld 33.6 (Helium-4)

De kern ${}^{4}_{2}\mathrm{He}$ heeft $m = 4.001\,51\,\mathrm{u}$ ; haar delen: $2 \times 1.00728 + 2 \times 1.00866 = 4.031\,88\,\mathrm{u}$ . Dus $\Delta m = 0.030\,37\,\mathrm{u}$ en $E_b = 0.03037 \times 931.5 \approx 28.3\,\mathrm{MeV}$ : de kern weegt $0.75\%$ minder dan haar delen — het “één deel op duizend” van Voorbeeld 33.4.

Lees in het hoofdstuk →

Voorbeelden

Verwante begrippen