Massedefekt blir bindingsenergi

Hva viser visualet?

En bundet kjerne veier mindre enn nukleonene gjør hver for seg. For jern-56 veier 26 protoner 26,18919 u og 30 nøytroner 30,25995 u, til sammen 56,44914 u. Selve kjernen veier bare 55,92067 u. Differansen Δm = 0,52846 u er massedefekten.

Massedefekten er ikke masse som er forsvunnet, men masse som er blitt energi: E_B = Δm·c². Med 1 u = 931,5 MeV/c² blir bindingsenergien 0,52846 · 931,5 = 492,3 MeV, som fordelt på 56 nukleoner gir 8,79 MeV per nukleon.

Søyla i figuren viser hvor lite Δm er i forhold til totalmassen – bare 0,94 prosent. Likevel svarer den til 492 MeV, eller 7,89 · 10⁻¹¹ J. Utregningen treffer kildens oppgitte 8,8 MeV per nukleon for Fe-56.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. 1. Kjernen veier for lite. Nukleonene hver for seg: 56,449 u. Kjernen: 55,921 u. Differansen er massedefekten.
2. 2. Δm regnes om til energi. 0,52846 u · 931,5 MeV/u = 492 MeV bindingsenergi.
3. 3. Under én prosent, men enormt. Δm er 0,94 prosent av massen – og gir 8,79 MeV per nukleon.

Nøkkelbegreper

• massedefekt
• bindingsenergi
• E = Δmc²
• atommasseenhet u
• 931,5 MeV/c²
• bindingsenergi per nukleon

På prøve og muntlig-praktisk

Eksamensoppgave 2 på kapittelsiden ber deg forklare hvorfor en bundet kjerne har lavere masse enn summen av de frie nukleonene. Svar med at bindingsenergien ble frigjort da kjernen ble dannet, og at E = Δm·c² gjør den til en massedefekt.

Kildegrunnlag

https://www.ifingo.no/fysikk2/atom-kjerne-og-partikkelfysikk