¿Qué es la energía de enlace nuclear? Fórmula de energía vinculante | Defecto de masa

Definición de energía de enlace nuclear:

"La energía de enlace es la energía mínima necesaria para desmontar o romper el núcleo de un átomo en su parte constituyente. Esto es particularmente pertinente para los elementos subatómicos en los núcleos atómicos, para los electrones unidos a los núcleos en el átomo. "

Datos sobre la energía vinculante:

Energía de unión (BE / A) Curva :

Curva de energía de enlace (BE / A)
Energía de unión (BE / A) Curva
Energía de unión (BE / A) Curva
Crédito de la imagen: Roderich KahnEnergía de enlace nuclear RK01CC BY-SA 4.0

Defecto de masa:

La masa de un núcleo atómico suele ser menor que la suma de las masas individuales de los protones y neutrones constituyentes y esta diferencia de masa se reconoce como el defecto de masa y significa la energía que se liberará si se forma un núcleo.

Defecto de masa
Defecto de masa

Fórmula de energía vinculante:

La energía de enlace para un núcleo viene dada por la ecuación

Patrones en la energía de enlace por nucleón, BE / A. si el BE / A es mayor, la mayor estabilidad del núcleo también será mayor.

Energía Crítica :

La energía de excitación mínima requerida para que ocurra la fisión se conoce como energía crítica (EC) o energía umbral.

En principio, un núcleo, si se energiza en un estado excitado suficientemente alto, puede dividirse en partes constituyentes. Para una condición de fisión ideal, la energía de excitación debe ser más que un valor específico para ese núclido. La energía de excitación mínima requerida para que ocurra la fisión se identifica como la energía crítica (E crítico) o energía umbral. Esta energía crítica también estará sujeta a estructuras nucleares, ya que depende de varias características del núcleo. Este valor puede ser significativamente más alto para núcleos ligeros con Z <90. Para núcleos más pesados ​​con Z> 90, esto puede estar en el rango de 4 a 6 MeV para núcleos A-pares, y este valor es considerablemente menor para A-núcleos impares

Pico de estabilidad nuclear en curva BE / A
Pico de estabilidad nuclear en curva BE / A
WincenzoEnergía de uniónCC BY-SA 3.0

Energía de enlace negativa por curva de nucleón

Energía de enlace negativa por curva de nucleón
Crédito de la imagen: BdushawCurva de energía de enlace - isótopos comunes2CC BY-SA 4.0

El negativo de la energía de enlace por nucleón para los isótopos estables a lo largo del valle de estabilidad.

Energía de disociación:

La energía de disociación Ed es equivalente al diff. entre la energía de enlace del núcleo compuesto que atraviesa la fisión y la suma de la energía de enlace de los fragmentos de fisión. La energía de activación mínima Ea que tiene que ser suplementaria a un núcleo para pasar por la reacción de fisión es por lo tanto Ec - Ed.

Masa nuclear:

Masa de un neutrón; Masa de un protón y masa de un electrón en kg y uma

Conversión de masa y unidad nuclear en kg, uma y energía

Conversión de unidades y masas nucleares en uma y energía
Masa nuclear de electrones, protones y neutrones

Unidad de masa atómica (uma)

Unidad de masa atómica: abreviado como "amu". Una masa igual a una doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12.

amu a kg

1 uma = 1.66053873 x 10 hasta el 27 kilogramo

1 uma = 1.66053873 x 10 hasta el 24 gramo.

Tabla de energías críticas y energías de enlace de combustibles radiactivos:

Tabla de energías críticas y energías de enlace de combustibles radiactivos y su diferencia
Energías críticas y energías vinculantes de los combustibles radiactivos y su diferencia

Fisión espontánea:

Esto se encuentra generalmente para elementos pesados; Se produce una desintegración radiactiva. La energía de enlace nuclear de los elementos alcanza su máximo; También podría generar una ruptura espontánea en núcleos de menor masa y alguna partícula aislada con más números de masa atómica.

Vida media de fisión espontánea (en ms) de las radionulidas según la relación Z² / A de sus núcleos
Vida media de fisión espontánea (en ms) de las radionulidas según la relación Z² / A de sus núcleos
Frank Klemm(SF) Vida media de las radionulidas dependiendo de la relación Z² a ACC BY-SA 4.0

La energía de enlace nuclear es máxima para un número de masa atómica de 56

La vida media de fisión espontánea de varios nucleidos en función de su Z2/ Relación A. En la figura anterior, los nucleidos del mismo elemento están vinculados con una línea roja. La línea verde ilustra el límite superior de la vida media.

Parábola del Valle de la Estabilidad

Discrepancia de fórmula de masa semi empírica

La discrepancia entre las energías de enlace obtenidas experimentalmente y las predichas por el SEMF, junto con las líneas de capa nuclear.

Sobre el Dr. Subrata Jana

Soy Subrata, Ph.D. en Ingeniería, más específicamente interesado en los dominios relacionados con la ciencia nuclear y energética. Tengo experiencia en múltiples dominios, desde ingeniero de servicio para accionamientos electrónicos y microcontroladores hasta trabajos especializados de I + D. He trabajado en varios proyectos, incluida la fisión nuclear, la fusión con energía solar fotovoltaica, el diseño de calentadores y otros proyectos. Tengo un gran interés en el dominio de la ciencia, la energía, la electrónica y la instrumentación, y la automatización industrial, principalmente debido a la amplia gama de problemas estimulantes heredados de este campo, y cada día cambia con la demanda industrial. Nuestro objetivo aquí es ejemplificar estas materias científicas complejas y no convencionales de una manera fácil y comprensible al punto.
Me apasiona aprender nuevas técnicas y guiar a las mentes jóvenes para que se desempeñen como un profesional, tengan una visión y mejoren su desempeño al enriquecer el conocimiento y la experiencia.
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