Comprender los conceptos básicos
* Nucleones: Los protones y neutrones, llamados colectivamente nucleones, constituyen el núcleo de un átomo.
* Energía de unión: La energía requerida para separar completamente todos los nucleones en un núcleo. Es una medida de la estabilidad del núcleo. Una energía de unión más alta indica un núcleo más estable.
El cálculo
1. Defecto de masa (Δm):
* Calcule la masa total de los nucleones individuales (protones y neutrones) en el núcleo.
* Reste la masa real del núcleo de la masa total de los nucleones individuales. Esta diferencia se llama defecto de masa.
* Ejemplo: Para un núcleo de helio-4 (2 protones + 2 neutrones):
* Misa de 2 protones =2 x 1.007276 amu
* Masa de 2 neutrones =2 x 1.008665 amu
* Masa total de nucleones =4.031882 amu
* Masa real de núcleo de helio-4 =4.002603 amu
* Defecto de masa (Δm) =4.031882 amu - 4.002603 amu =0.029279 amu
2. Convierta el defecto de masa en energía (ΔE):
* Use la famosa ecuación de Einstein, E =Mc², para convertir el defecto de masa (Δm) a energía (ΔE).
* c Representa la velocidad de la luz (299,792,458 m/s).
* Nota importante: El defecto de masa generalmente se expresa en unidades de masa atómica (AMU). Deberá convertir la AMU a kilogramos (1 amu =1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg) antes de usar e =mc².
* Ejemplo:
* 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. Energía de unión por nucleón:
* Divida la energía de unión total (ΔE) por el número de nucleones en el núcleo para encontrar la energía de unión por nucleón.
* Ejemplo:
* Energía de unión por nucleón para helio-4 =(4.37 x 10⁻¹² j) / 4 nucleones ≈ 1.09 x 10⁻¹² j / nucleon
Puntos clave:
* unidades: La energía de unión se expresa típicamente en julios (j) o voltios de megaelectrones (MEV).
* Estabilidad: Los núcleos con mayores energías de unión por nucleón son generalmente más estables.
* Reacciones nucleares: La energía unida juega un papel crucial en la comprensión de las reacciones nucleares como la fisión y la fusión.
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