Comprender el proceso
* helio-4 (⁴he): Este isótopo tiene 2 protones y 2 neutrones.
* Eliminar un protón y un neutrón: Esto deja atrás un núcleo de deuterio (²h), que contiene un protón y un neutrón.
Cálculo de energía
Usaremos el concepto de Energía vinculante . La energía de unión representa la energía liberada cuando los nucleones (protones y neutrones) se unen para formar un núcleo. También representa la energía requerida para romper el núcleo en sus nucleones individuales.
1. Encuentre el defecto de masa:
* Calcule la masa del núcleo de helio-4:(2 x masa de protón) + (2 x masa de neutrón)
* Busque la masa real del núcleo de helio-4.
* El defecto de masa es la diferencia entre la masa calculada y la masa real.
2. Calcule la energía de unión:
* Use la famosa ecuación de Einstein:E =Mc², donde:
* E =Energía (en Joules)
* M =defecto de masa (en kilogramos)
* C =Velocidad de luz (aproximadamente 3 x 10⁸ m/s)
3. Encuentre la energía para eliminar un protón y un neutrón:
* La energía que calculó en el paso 2 es la energía de unión total de helio-4.
* Para eliminar un protón y un neutrón, debe eliminar aproximadamente la mitad de la energía de unión total.
Consideraciones importantes:
* Valores de masa: Necesitará valores de masa precisos para protones, neutrones y el núcleo de helio-4. Estos valores generalmente se expresan en unidades de masa atómica (AMU).
* Factores de conversión: Asegúrese de convertir el defecto de masa de AMU a kilogramos antes de usar la ecuación de Einstein.
* Aproximación: La eliminación de un protón y un neutrón es una aproximación. La energía real requerida podría diferir ligeramente debido a los cambios en la energía de unión del núcleo de deuterio restante.
Ejemplo:
1. Defecto de masa:
* Masa calculada de ⁴he:(2 x 1.00728 amu) + (2 x 1.00866 amu) =4.03188 amu
* Misa real de ⁴he:4.00260 amu
* Defecto de masa =4.03188 amu - 4.00260 amu =0.02928 amu
2. Energía de unión:
* Convierta el defecto de masa en kilogramos:0.02928 amu x 1.66054 x 10⁻²⁷ kg/amu =4.865 x 10⁻²⁹ kg
* E =(4.865 x 10⁻²⁹ kg) x (3 x 10⁸ m/s) ² ≈ 4.378 x 10⁻¹² j
3. Energía para eliminar un protón y un neutrón:
* Aproximadamente la mitad de la energía de unión total:4.378 x 10⁻¹² J / 2 ≈ 2.189 x 10⁻¹² J
Nota final: Este cálculo proporciona un valor aproximado. La energía real requerida puede variar ligeramente debido a las complejidades de las interacciones nucleares.
