Energija vezanja jezgre

Defekt mase cijele jezgre

Vezana jezgra ima manju masu od zbroja masa istih slobodnih nukleona. Defekt Δm ne znači gubitak protona ili neutrona; on je razlika energije cijelog sustava. Što je vezano stanje niže u odnosu na razdvojene sastavne dijelove, to više energije treba za potpuno rastavljanje jezgre.

Energija vezanja po nukleonu

Ukupni B obično raste s A, pa sam po sebi nije dovoljan za usporedbu. B/A brzo raste kod lakih jezgara, ima širok maksimum oko željeza i nikla te polako pada kod vrlo teških jezgara. Krivulja pokazuje energetski trend, ali sama nije potpuni test stabilnosti pojedinog nuklida.

Fuzija lakih jezgara

Ako se lake jezgre spoje u produkt s većim B/A, konačni sustav jače je vezan i ima manju masu mirovanja. Razlika se može osloboditi kao kinetička energija i zračenje. Pozitivan Q ipak ne znači automatski brzu reakciju: pozitivno nabijene jezgre moraju svladati ili tunelirati kroz Coulombovu barijeru.

Pri uporabi tablica masa treba dosljedno primjenjivati jednu konvenciju. Ako se račun provodi atomskim masama, mase elektrona u pravilno uravnoteženoj reakciji često se ponište; pri masama jezgara elektrone treba obraditi zasebno. Miješanje dviju konvencija može stvoriti prividnu pogrešku reda energije mirovanja elektrona.

Fisija teških jezgara

Vrlo teška jezgra može se podijeliti na fragmente s većim B/A. Produkti imaju manju ukupnu masu mirovanja, a energija se pojavljuje ponajprije u gibanju fragmenata, neutrona i zračenju. Pojedinosti ovise o konkretnom reakcijskom kanalu, a ne samo o položaju na krivulji B/A.

Separacijska energija i stabilnost

Ukupna energija vezanja ne govori izravno koliko je lako ukloniti posljednji neutron ili proton. Za to služi separacijska energija, razlika energija susjednih jezgara. Njezini skokovi otkrivaju ljuskaste učinke. Stabilnost ovisi i o omjeru neutrona i protona, sparivanju i dostupnim kanalima raspada.

Veliki B/A sam po sebi ne jamči stabilnost određenog nuklida. Jezgra još uvijek može imati energetski dopušten beta, alfa ili drugi raspad u stanje niže energije. Ljuskasti učinci i takozvani magični brojevi zato stvaraju lokalna odstupanja od glatkog tijeka krivulje vezanja.

Riješeni primjeri

1. Defekt mase 0,030 u

2. Preračun po nukleonu

3. Smjer oslobađanja energije