Comprensione del processo
* elio-4 (⁴he): Questo isotopo ha 2 protoni e 2 neutroni.
* Rimozione di un protone e un neutrone: Questo lascia dietro un nucleo del deuterio (²H), che contiene un protone e un neutrone.
Calcolo energetico
Useremo il concetto di energia vincolante . L'energia di legame rappresenta l'energia rilasciata quando i nucleoni (protoni e neutroni) si uniscono per formare un nucleo. Rappresenta anche l'energia necessaria per rompere il nucleo nei suoi singoli nucleoni.
1. Trova il difetto di massa:
* Calcola la massa del nucleo elio-4:(2 massa di protone) + (massa 2 x di neutrone)
* Cerca la massa reale del nucleo elio-4.
* Il difetto di massa è la differenza tra la massa calcolata e la massa effettiva.
2. Calcola l'energia di legame:
* Usa la famosa equazione di Einstein:E =mc², dove:
* E =energia (in joules)
* m =difetto di massa (in chilogrammi)
* c =velocità della luce (circa 3 x 10⁸ m/s)
3. Trova l'energia per la rimozione di un protone e neutrone:
* L'energia che hai calcolato nel passaggio 2 è l'energia di legame totale di elio-4.
* Per rimuovere un protone e un neutrone, è necessario rimuovere circa la metà dell'energia di legame totale.
Considerazioni importanti:
* Valori di massa: Avrai bisogno di valori di massa accurati per protoni, neutroni e nucleo elio-4. Questi valori sono generalmente espressi in unità di massa atomica (AMU).
* Fattori di conversione: Assicurati di convertire il difetto di massa da AMU in chilogrammi prima di utilizzare l'equazione di Einstein.
* Approssimazione: La rimozione di un protone e un neutrone è un'approssimazione. L'energia effettiva richiesta potrebbe differire leggermente a causa dei cambiamenti nell'energia di legame del nucleo di deuterio rimanente.
Esempio:
1. Difetto di massa:
* Massa calcolata di ⁴He:(2 x 1.00728 amu) + (2 x 1.00866 amu) =4.03188 AMU
* Messa reale di ⁴He:4.00260 AMU
* Difetto di massa =4.03188 AMU - 4.00260 AMU =0,02928 AMU
2. Energia di legame:
* Converti il difetto di massa in chilogrammi:0,02928 AMU x 1.66054 x 10⁻²⁷ kg/amu =4.865 x 10⁻²⁹ kg
* E =(4.865 x 10⁻²⁹ kg) x (3 x 10⁸ m/s) ² ≈ 4.378 x 10⁻¹² j
3. Energia per la rimozione di un protone e un neutrone:
* Circa la metà dell'energia di legame totale:4,378 x 10⁻¹² J / 2 ≈ 2,189 x 10⁻¹² j
Nota finale: Questo calcolo fornisce un valore approssimativo. L'energia effettiva richiesta potrebbe variare leggermente a causa delle complessità delle interazioni nucleari.
