Instalación para fusión nuclear

jueves, 16 de julio de 2009

Defecto de masa

En los años 30, los fisicos descubrieron que la masa de los núcleos es siempre menor que la suma de las masas de los nucleones que la componen. Veamos:
a) Ecuación nuclear: 2 (masa del protón) + 2 (masa del neutrón) = masa del nucleo de He

b) Masa efectiva del núcleo de He-4: masa (nucleo Helio)=masa(átomo Helio)-2(masa electrón)
es decir, 4,00260u- 2*5,486x10(-4)u = 4,00150

c) Defecto de masa (dM): 2 (masa protón) + 2 (masa neutrón) = 2*1,00728u + 2*1,00866u=4,03188u

Luego 4,03188u > 4,00150u
Efectivamente, la masa de protones y neutrones superan levemente a la masa del núcleo de He. La cantidad de masa que falta es llamada defecto de masa = 0,03038u
¿Qué paso con la masa faltante? Esta es la energía liberada (exotermica) en el proceso de unir protones y neutrones para formar un núcleo de Helio.

d) Relación entre masa y energía
La equivalencia esta dada por E=mC(2), la ecuación de Einstein de la Teoría Especial de Relatividad.
Así, 1u = 1,66054x10 (-27) Kg, luego dE= dMC(2)= (1,66054x10(-27) Kg/u) (2,998x10 (8) m/s2) = 1,4925x10 (-10) J/u; 1J= 1Kg(m2/s2)

Si 1MeV = 1,602x10 (-13) J, se puede comprobar que 1u = 931,5 MeV (relación masa Energía)

e) Energía liberada en la formación de He-4
dE = (0,03038 u) (931,5 MeV/u) = 28,30 MeV

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