Energia d’enllaç nuclear

Del defecte de massa a l’energia d’enllaç

Si Z és el nombre de protons i N el de neutrons, Δm = Zm_p + Nm_n − m_nucli i B = Δmc². Quan s’utilitzen masses atòmiques tabulades, les masses dels electrons s’han de tractar coherentment als dos costats.

L’energia d’enllaç per nucleó és una eina de comparació

Dividir B pel nombre màssic A dona B/A. Aquesta mitjana puja ràpidament en nuclis lleugers, arriba a un màxim ampli a la regió ferro–níquel i disminueix lentament en nuclis molt pesants. Per això la fusió de nuclis lleugers i la fissió de nuclis molt pesants poden conduir cap a productes més fortament lligats.

Per què la corba té aquesta forma

La interacció nuclear forta és de curt abast i aproximadament saturant: cada nucleó interacciona sobretot amb els veïns. En canvi, la repulsió coulombiana entre protons és de més llarg abast i esdevé més important a mesura que creix Z. Els efectes de superfície, la proporció neutró/protó, l’aparellament i les capes nuclears introdueixen l’estructura fina.

Un B/A alt no garanteix estabilitat

Un núclid pot estar fortament lligat i encara disposar d’una transició radioactiva cap a un estat de menor energia. L’estabilitat depèn tant de l’energia disponible com de la probabilitat quàntica de la transició. B/A és una mitjana útil per comparar nuclis, però no és l’energia necessària per extreure un nucleó concret; les energies de separació depenen dels estats inicial i final.

Exemples resolts

1. Energia d’enllaç total

2. Defecte de massa

3. Direcció energètica