Дефект массы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Удельная энергия связи в зависимости от атомного номера

Дефе́кт ма́ссы — физическая величина, выражающая влияние внутренних взаимодействий на массу составной частицы. Среди прочего, дефект массы характеризует устойчивость атомных ядер. Обозначается обычно .

В литературе встречаются различные определения термина «дефект массы»:

Как правило, дефект массы выражается в кэВ.

Дефект массы относительно углерода-12[править | править код]

В случае атома дефект массы, или избыток массы (англ. mass excess) — разность между массой покоя атома данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числом данного изотопа[1][2]:

где Ma(Z, A) — масса (в а. е. м.) ядра с зарядовым числом Z и массовым числом A.

Согласно такому определению, дефект массы ядра 12C равен нулю:

Дефект массы, отнесённый к одному нуклону, называется упаковочным множителем.

Дефект массы и энергия связи[править | править код]

В общем случае, дефе́кт ма́ссы — разность между массой связанной системы взаимодействующих частиц и суммой их масс в свободном состоянии[3].

Согласно такому определению, дефе́кт ма́ссы атомного ядра — разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покоя атомного ядра этого нуклида[3]:

где — количество протонов, — количество нейтронов, — масса протона, — масса нейтрона, масса ядра.

Согласно соотношению Эйнштейна, энергия связи пропорциональна дефекту массы:

где — дефект массы и сскорость света в вакууме.

Пример[править | править код]

Рассчитаем дефект массы при делении ядра 236U на 92Kr, 141Ba, и три нейтрона.

236U → 92Kr + 141Ba + 3 n

Массовое число 236U равно 236. Поскольку реальная атомная масса а. е. м., то дефект массы будет равен а. е. м. Рассчитанный таким же образом дефект массы для 92Kr, 141Ba, и нейтрона: а. е. м., а. е. м. и а. е. м. соответственно. Дефект массы каждого из элементов, участвующих в реакции: а. е. м., а дефект массы продуктов деления:

Разность между массами исходных элементов и продуктов деления: а. е. м., показывает, что дефект массы продуктов деления меньше, чем исходных компонентов, и так могло происходить расщепление; это вычисление можно также было произвести только для масс исходных элементов.

Результирующая разность масс (дефект массы) может быть легко преобразована в энергию, с помощью 1 а. е. м. = 931,494 МэВ, что даёт выход 166 МэВ.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Большая советская энциклопедия. — М: Советская энциклопедия, 1969—1978.
  2. Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. Частицы и атомные ядра. — С. 282.
  3. 1 2 Дефект массы — Физическая энциклопедия

Литература[править | править код]

  • Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 5, ч. 2.

Ссылки[править | править код]