Hvordan finder du den nukleare bindingsenergi?

forståelse af det grundlæggende

* nukleoner: Protoner og neutroner, samlet kaldet nukleoner, udgør kernen i et atom.

* bindende energi: Den energi, der kræves for fuldstændigt at adskille alle nukleoner i en kerne. Det er et mål for kernenes stabilitet. En højere bindende energi indikerer en mere stabil kerne.

Beregningen

1. massedefekt (ΔM):

* Beregn samlet masse af de enkelte nukleoner (protoner og neutroner) i kernen.

* Træk den faktiske masse af kernen fra den samlede masse af de enkelte nukleoner. Denne forskel kaldes massedefekten.

* Eksempel: For en helium-4-kerne (2 protoner + 2 neutroner):

* Masse på 2 protoner =2 x 1.007276 AMU

* Masse på 2 neutroner =2 x 1.008665 amu

* Samlet masse af nukleoner =4.031882 AMU

* Faktisk masse Helium-4-kerne =4.002603 AMU

* Massedefekt (ΔM) =4.031882 AMU - 4.002603 AMU =0.029279 AMU

2. Konverter massedefekt til energi (ΔE):

* Brug Einsteins berømte ligning, E =MC², til at konvertere massedefekten (ΔM) til energi (ΔE).

* C Repræsenterer lysets hastighed (299.792.458 m/s).

* Vigtig note: Massedefekten udtrykkes normalt i atommasseenheder (AMU). Du skal konvertere AMU til kilogram (1 amu =1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg), før du bruger E =MC².

* Eksempel:

* ΔM =0,029279 amu =0,029279 x 1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg

* ΔE =(0,029279 x 1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg) * (299.792.458 m/s) ²

* ΔE ≈ 4,37 x 10⁻¹² j

3. bindende energi pr. Nukleon:

* Opdel den samlede bindingsenergi (ΔE) med antallet af nukleoner i kernen for at finde den bindende energi pr. Nukleon.

* Eksempel:

* Bindende energi pr. Nukleon til helium-4 =(4,37 x 10⁻¹² j) / 4 nukleoner ≈ 1,09 x 10⁻¹² j / nukleon

Nøglepunkter:

* enheder: Bindende energi udtrykkes typisk i Joules (J) eller Megaelectron Volts (MEV).

* stabilitet: Kerner med højere bindingsenergier pr. Nukleon er generelt mere stabile.

* nukleare reaktioner: Bindende energi spiller en afgørende rolle i forståelsen af ​​nukleare reaktioner som fission og fusion.

Fortæl mig, hvis du gerne vil arbejde gennem et specifikt eksempel eller have flere spørgsmål!