Дефект массы
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»:
- относительно массы ядра углерода-12,
- через энергию связи ядра.
Как правило, дефект массы выражается в кэВ.
Содержание
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 с — скорость 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]
- ↑ Большая советская энциклопедия. — М: Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. Частицы и атомные ядра. — С. 282.
- ↑ 1 2 Дефект массы — Физическая энциклопедия
Литература[править | править код]
- Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 5, ч. 2.