Masa nuclear

Física nuclear

En primer lugar, recordar que se define la unidad de masa atómica, u, como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12. Como un mol de cualquier sustancia contiene elnúmero de Avogadro de partículas y un mol de 12C tiene una masa de 12 g, podemos afirmar que  1 átomo de 12C tiene una masa de 1,99  10-23 g. Y como una unidad de masa atómica es la doceava parte,entonces 1 u = = 1,66  10-24 g.

La masa del protón es mp = 1,00728 u y la masa del neutrón, mn = 1,00867 u.

Ya sabes que el principio de conservación de la energía, o primer principio de latermodinámica, indica que la energía ni se crea ni se destruye, sólo se puede transformar de unas formas a otras. Se ha constatado experimentalmente que en determinados procesos nucleares la masa yla energía son equivalentes, siendo la expresión que permite calcular dicha equivalencia la famosa ecuación propuesta por A. Einstein, E = m c2, siendo c la velocidad de la luz en el vacío.
Portanto, una variación en la masa,m, irá acompañada por una variación en la energía, E:

E = m  c2

Defecto de masa. Energía de enlace

Si sumamos las masas de cada una de las partículas quecomponen un núcleo atómico (por ejemplo, en el núcleo de helio hay dos protones y dos neutrones y por tanto m = 2 mp + 2 mn = 2  1,00728 + 2  1,00867 = 4,03190 u), y esta masa la comparamos con ladel núcleo (en el caso del helio es 4,00151), se observa que hay una diferencia (en el caso del helio de 0,03039 u). De acuerdo con estos datos, la masa del núcleo es menor que la suma de las masasque tienen los nucleones cuando están separados. A esta diferencia se le denomina defecto de masa, m.
Si llamamos Z al número atómico del núcleo, A al número másico, m la masa del núcleo, mp lamasa del protón y mn la del neutrón, podemos expresar este defecto de masa como:

m = [ Z mp + (A – Z) mn ] – m

Si tuviese lugar la formación del núcleo de helio 2n + 2p  se observaría una...