Videnskab

Kernens bindingsenergi — Fra massedefekt til energi

Defineres Δm som summen af de frie nukleonmasser minus kernemassen, er B=Δmc². En stor B betyder, at fuldstændig adskillelse kræver meget energi. Præcise massespektrometriske målinger kan derfor omsættes direkte til kerners bindingsenergier.

Fra massedefekt til energi

Defineres Δm som summen af de frie nukleonmasser minus kernemassen, er B=Δmc². En stor B betyder, at fuldstændig adskillelse kræver meget energi. Præcise massespektrometriske målinger kan derfor omsættes direkte til kerners bindingsenergier.

Stabilitet er mere end B/A

En høj bindingsenergi betyder stærk samlet binding, men radioaktiv stabilitet afhænger også af, hvilke sluttilstande der er energetisk tilladte, samt af spin, paritet og kvantemekaniske barrierer. En kerne kan derfor være relativt stærkt bundet og stadig have en åben henfaldskanal.

Kernekræftens mætning

Den stærke vekselvirkning har kort rækkevidde, så en nukleon binder især til sine nærmeste naboer. Derfor vokser B/A ikke uden grænse med A. Protonernes langtrækkende elektriske frastødning bliver samtidig stadig vigtigere i store kerner.

Den semiempiriske masseformel

Begge processer kan flytte nukleoner mod kerner med større bindingsenergi pr. nukleon. Produkterne får lavere samlet hvilemasse, og forskellen frigives som energi.

Kernens bindingsenergiE_b = Δmc²

Fra massedefekt til energi

Kernens bindingsenergi er den energi, der skal tilføres for at splitte en kerne fuldstændigt i frie protoner og neutroner. Den samme energimængde frigives, når de frie nukleoner bindes til kernen, og den svarer til kernens massedefekt.

En høj bindingsenergi betyder stærk samlet binding, men radioaktiv stabilitet afhænger også af, hvilke sluttilstande der er energetisk tilladte, samt af spin, paritet og kvantemekaniske barrierer. En kerne kan derfor være relativt stærkt bundet og stadig have en åben henfaldskanal.