Jedrska vezavna energija

Masni primanjkljaj celotnega jedra

Vezano jedro ima manjšo maso kot vsota mas istih prostih nukleonov. Primanjkljaj Δm ne pomeni izgube protonov ali nevtronov; je razlika energije celotnega sistema. Nižje ko je vezano stanje glede na ločene sestavne dele, več energije potrebujemo za popolno razstavitev jedra.

Vezavna energija na nukleon

Skupna B navadno narašča z A, zato sama ne zadošča za primerjavo jeder. B/A pri lahkih jedrih hitro raste, doseže širok vrh okoli železa in niklja ter pri zelo težkih jedrih počasi pada. Krivulja kaže energijski trend, vendar sama ni popoln test stabilnosti posameznega nuklida.

Fuzija lahkih jeder

Če se lahka jedra združijo v produkt z večjim B/A, je končni sistem močneje vezan in ima manjšo mirovno maso. Razlika se lahko sprosti kot kinetična energija in sevanje. Pozitivna Q-vrednost pa še ne pomeni hitre reakcije: pozitivno nabita jedra morajo premagati ali tunelirati skozi Coulombovo pregrado.

Pri uporabi tabel mas moramo dosledno uporabljati eno konvencijo. Če računamo z atomskimi masami, se mase elektronov v pravilno uravnoteženi reakciji pogosto same odštejejo; pri masah jeder moramo elektrone obravnavati posebej. Mešanje obeh konvencij lahko povzroči navidezno napako velikosti mirovne energije elektrona.

Cepitev težkih jeder

Zelo težko jedro se lahko razdeli na fragmente z večjim B/A. Produkti imajo manjšo skupno mirovno maso, energija pa se pojavi predvsem v gibanju fragmentov, nevtronov in sevanju. Podrobnosti določa konkretni reakcijski kanal, ne samo lega na krivulji B/A.

Separacijska energija in stabilnost

Skupna vezavna energija ne pove neposredno, kako lahko je odstraniti zadnji nevtron ali proton. Za to uporabljamo separacijsko energijo, razliko energij sosednjih jeder. Njeni skoki razkrivajo lupinske učinke. Stabilnost je odvisna tudi od razmerja nevtronov in protonov, parjenja in razpadnih kanalov.

Velika B/A sama ne zagotavlja stabilnosti posameznega nuklida. Jedro ima lahko še vedno energijsko dovoljen beta, alfa ali drug razpad v stanje z nižjo energijo. Lupinski učinki in tako imenovana magična števila zato ustvarjajo lokalna odstopanja od gladkega poteka vezavne krivulje.

Rešeni primeri

1. Masni primanjkljaj 0,030 u

2. Preračun na nukleon

3. Smer sproščanja energije