Comprendre le processus
* Helium-4 (⁴he): Cet isotope a 2 protons et 2 neutrons.
* Retirer un proton et un neutron: Cela laisse un noyau deutérium (²h), qui contient un proton et un neutron.
Calcul d'énergie
Nous utiliserons le concept de Energie de liaison . L'énergie de liaison représente l'énergie libérée lorsque les nucléons (protons et neutrons) se réunissent pour former un noyau. Il représente également l'énergie nécessaire pour séparer le noyau en ses nucléons individuels.
1. Trouvez le défaut de masse:
* Calculez la masse du noyau hélium-4:(2 x masse de proton) + (2 x masse de neutrons)
* Recherchez la masse réelle du noyau hélium-4.
* Le défaut de masse est la différence entre la masse calculée et la masse réelle.
2. Calculez l'énergie de liaison:
* Utilisez la célèbre équation d'Einstein:E =Mc², où:
* E =énergie (en joules)
* M =défaut de masse (en kilogrammes)
* C =vitesse de lumière (environ 3 x 10⁸ m / s)
3. Trouvez l'énergie pour éliminer un proton et un neutron:
* L'énergie que vous avez calculée à l'étape 2 est l'énergie de liaison totale de l'hélium-4.
* Pour éliminer un proton et un neutron, vous devez retirer environ la moitié de l'énergie de liaison totale.
Considérations importantes:
* Valeurs de masse: Vous aurez besoin de valeurs de masse précises pour les protons, les neutrons et le noyau hélium-4. Ces valeurs sont généralement exprimées en unités de masse atomique (AMU).
* Facteurs de conversion: Assurez-vous de convertir le défaut de masse de l'AMU en kilogrammes avant d'utiliser l'équation d'Einstein.
* approximation: L'élimination d'un proton et d'un neutron est une approximation. L'énergie réelle requise peut différer légèrement en raison de changements dans l'énergie de liaison du noyau de deutérium restant.
Exemple:
1. défaut de masse:
* Masse calculée de ⁴he:(2 x 1,00728 amu) + (2 x 1,00866 amu) =4,03188 AMU
* Masse réelle de ⁴he:4.00260 AMU
* Défaut de masse =4,03188 AMU - 4.00260 AMU =0,02928 AMU
2. Énergie de liaison:
* Convertir les défauts de masse en kilogrammes: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. énergie pour éliminer un proton et un neutron:
* Environ la moitié de l'énergie de liaison totale:4,378 x 10⁻¹² J / 2 ≈ 2,189 x 10⁻¹² J
Remarque finale: Ce calcul fournit une valeur approximative. L'énergie réelle requise peut varier légèrement en raison des complexités des interactions nucléaires.
