Defecto De Masa

DEFECTO DE MASA

Los núcleos de los elementos tienen por lo regular masas más pequeñas que la suma de las masas de las partículas que los constituyen, un átomo de 4He2 tiene una masa experimental de 4.0028 upa que no es igual a la suma de la masa de sus constituyentes, como se puede ver en el siguiente cálculo:

En He hay masa protón masa del neutrón

2p + 2n 2 x 1.00797 + 2x1.00867= 4.0330

2 x masa del protón + 2x masa del neutrón

La diferencia de masa entre el átomo de helio y las masas de sus constituyentes es:

Dm = 4.0330 – 4.0028 = 0.0302 upa

upa = masa en gramos.

Dm es llamada defecto de masa y representa la pérdida de masa durante la formación del núcleo. Ello no representa violación alguna a la ley de la conservación de la materia, sino la conversión de la materia en energía.

La energía equivalente del defecto de masa se llama energía de enlace y se define como la energía liberada en un proceso imaginario cuando las partículas nucleares se unen para formar el núcleo procedente de grandes distancias con energías cinéticas de consideración. El defecto de masa se puede medir y convertir en energía equivalente, fácil de calcular según la ecuación de Einstein donde:

Por ejemplo, en el helio el defecto de masa es de Dm = 0.0302 upa lo cual se puede convertir en energía aplicando la ecuación anterior, si la masa se expresa en gramos y la velocidad de la luz en cm/seg. La energía resultante se da en ergios y al sustituirse tenemos:

E = 0.0302 g x (3x1010 cm / seg )

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6.023 X 10-23 átomos

E = 4.52 x 10 –5 ergios / atomos.

La energía en procesos nucleares se expresa en millón electrón voltios y la equivalencia es 1 Mev = 1.602 x 10-6 ergios y se tiene que:

1.602 x 10-6 ergios ----- 1 Mev

4.52 x 10-5 ergios ----- x

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X = 1 Mev x 4.52 x 10-5 ergios = 28.3 Mev

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1.602 x 10-6 ergios

Este resultado se divide entre 4 para tener la energía por nucleón ya que el He tiene 4 nucleones.

28.3 = 7.1 Mev

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