O que é Defeito de massa e energia de ligação? — Física

Definição 33.5 Física do ensino médio · Capítulo 33 — Energia nuclear: fissão, fusão, E=mc2

Pese um núcleo ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ (massa $m$ ) e depois pese separadamente os $Z$ prótons e os $A - Z$ nêutrons dele: as partes são mais pesadas do que o todo. A diferença

\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},

é o defeito de massa; a energia de ligação $E_b = \Delta m\,c^2$ é a energia necessária para desmontar o núcleo em núcleons livres — e, igualmente, a energia liberada quando ele é montado. Um núcleo ligado fica abaixo das partes dele.

Uma escada de energia: o núcleo ligado fica E_b abaixo dos núcleons separados dele — montá-lo libera E_b, desmontá-lo custa E_b. — Uma escada de energia: o núcleo ligado fica $E_b$ abaixo dos núcleons separados dele — montá-lo libera $E_b$ , desmontá-lo custa $E_b$ .

Exemplos

Exemplo 33.6 (Hélio-4)

O núcleo ${}^{4}_{2}\mathrm{He}$ tem $m = 4.001\,51\,\mathrm{u}$ ; as partes dele: $2 \times 1.00728 + 2 \times 1.00866 = 4.031\,88\,\mathrm{u}$ . Logo $\Delta m = 0.030\,37\,\mathrm{u}$ e $E_b = 0.03037 \times 931.5 \approx 28.3\,\mathrm{MeV}$ : o núcleo pesa $0.75\%$ menos do que as partes dele — a “uma parte em mil” do Exemplo 33.4.

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