Kernbindungsenergie

Die nukleare Stabilität lässt sich am besten anhand der nuklearen Bindungsenergie quantifizieren.

Betrachten Sie das Helium-4-Atom, das jeweils zwei Protonen, Neutronen und Elektronen enthält. Die Summe der bekannten Massen dieser Teilchen ist um 0,0305 atomare Masseneinheiten größer als die gemessene Masse von neutralem Helium-4.

Die Differenz zwischen der berechneten und der experimentell gemessenen Atommasse wird als Massendefekt bezeichnet. Die große Menge an Energie, die bei der Bildung von Helium-4 freigesetzt wird, ist der Grund für diesen Unterschied.

Einsteins Masse-Energie-Äquivalenz hilft bei der Abschätzung der Energieänderung, die mit dem Massenverlust verbunden ist. Die Umrechnung der Masse in Kilogramm und das Lösen der Gleichung ergibt die SI-Basiseinheiten für Joule. Es ist offensichtlich, dass die winzige Massenänderung mit einer enormen Menge an Energie einhergeht.

Die Energie, die freigesetzt wird, wenn sich die Nukleonen aneinander binden, ist die gleiche wie die Energie, die erforderlich ist, um diesen Kern in seine Bestandteile Protonen und Neutronen zu zerlegen, und wird als nukleare Bindungsenergie bezeichnet. Für Helium sind dies 2,74 Terajoule pro Mol.

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