Hoe nucleaire bindende energie te berekenen
Share
Alle materie is gemaakt van atomen. In een atoom bestaan subatomaire deeltjes die neutronen, protonen en elektronen worden genoemd. We weten dat de protonen en neutronen bij elkaar worden gehouden in een kern die de kern wordt genoemd. Zie je dat het energie nodig heeft? Protonen zijn positief geladen en om deze deeltjes tegen dezelfde lading te houden, is energie nodig. Nucleaire bindende energie is afkomstig van dit concept.
Massadefect en bindende energie
Er is waargenomen dat de som van individuele massa's van de componenten van de kern hoger is dan die van de atoomkern. Dit betekent dat er een massa verloren gaat tijdens het binden. Dit massaverschil, ook bekend als de massa defect, die direct gerelateerd is aan de bindende energie door de beroemde Einstein-vergelijking E = mc2, waarbij E = nucleaire bindingsenergie, m = massa verschil of massa defect, en c = snelheid van het licht
Hoe bindende energie te vinden
We zullen nu kijken naar hoe je nucleaire bindingsenergie van een atoom kunt berekenen. Laten we nemen 12C.
Stap 1: Calculeer het massa defect (m)
Gebruik de informatie in de tabel.
| Deeltje | Massa (kg) | Massa (u) | Massa (MeV / C2) |
| 1 a.m.u | 1.660540 x 10-27 kg | 1.000 u | 931.5 MeV / c2 |
| neutron | 1.674929 x 10-27 kg | 1.008664 u | 939.57 MeV / c2 |
| proton | 1.672623 x 10-27 kg | 1.007276 u | 938.28 MeV / c2 |
| elektron | 9.109390 x 10-31 kg | 0.00054858 u | 0,511 MeV / c2 |
12C heeft 6 protonen en 6 neutronen en 6 elektronen.
Massadefect = Totale massa van individuele subatomaire deeltjes - Massa van het atoom
= 6 * 1.008664 u + 6 * 1.007276 u + 6 * 0.00054858 u - 12.000 u
= 0.098931 u
Stap 2: Pas nu de E = mc toe2 vergelijking om nucleaire bindingsenergie te berekenen.
Bindende energie = (1.660540 x 10-27 kg (per.m.u) * 0.098931) * (3 * 10 8 Mevrouw -1)2
Of kon eenvoudig nucleaire bindende energie berekenen door deze in MeV om te zetten,
= 0.098931 u * 931.5 MeV / u
= 92.15 MeV
Converteer Energy Unit Joule naar MeV
Waarom hebben we de moeite genomen om de gebruikelijke energie-eenheid Joule om te zetten in MeV?
Bindende energieën worden conventioneel uitgedrukt als MeV omdat het een zeer grote energie is, en uitdrukken in eV laat zien hoe lading een rol speelt in de vorming van bindingsenergie.
Andere conventies:
a) Het uitdrukken van nucleaire bindingsenergie als energie per mol
Zodra de bindingsenergie "per atoom" wordt gevonden, vermenigvuldigt u eenvoudig de waarde met het nummer van Avagadro dat 6,022 x 10 is23 mol-1.
Als de bindingsenergie in Joules is uitgedrukt, wilt u deze mogelijk converteren naar kJ omdat de waarde hoger is. Om dit te doen, deelt u het antwoord met 1000.
b) Binding tot expressie brengen als MeV per nucleon
Nucleonen zijn de deeltjes die de kern vormen (protonen en neutronen). Zodra de bindingsenergie is gevonden, deel je de waarde eenvoudig door het aantal nucleonen dat in het atoom aanwezig is. In het geval van 12 C zou het gedeeld moeten worden door 12.
Waarom is dit belangrijk?
Nucleaire bindingsenergie is uitermate belangrijk om te weten in nucleaire reacties. Wanneer nucleaire reacties plaatsvinden, zijn deze bindende energieën de sleutelfactoren die hun waarschijnlijkheid van optreden bepalen of behouden.
