Inzicht in het proces

* helium-4 (⁴he): Deze isotoop heeft 2 protonen en 2 neutronen.

* Een proton verwijderen en een neutron: Dit laat een Deuterium -kern achter (²H), die één proton en één neutron bevat.

energieberekening

We zullen het concept van bindende energie gebruiken . De bindende energie vertegenwoordigt de vrijgegeven energie wanneer nucleons (protonen en neutronen) samenkomen om een kern te vormen. Het vertegenwoordigt ook de energie die nodig is om de kern uit elkaar te breken in zijn individuele nucleonen.

1. Zoek het massafefect:

* Bereken de massa van de helium-4 kern:(2 x massa proton) + (2 x massa neutron)

* Zoek de werkelijke massa van de helium-4-kern op.

* Het massa -defect is het verschil tussen de berekende massa en de werkelijke massa.

2. Bereken de bindende energie:

* Gebruik de beroemde vergelijking van Einstein:E =Mc², waar:

* E =energie (in joules)

* M =massafefect (in kilogram)

* C =lichtsnelheid (ongeveer 3 x 10⁸ m/s)

3. Zoek de energie voor het verwijderen van één proton en neutron:

* De energie die je in stap 2 hebt berekend, is de totale bindende energie van helium-4.

* Om één proton en één neutron te verwijderen, moet u ongeveer de helft van de totale bindingsergie verwijderen.

Belangrijke overwegingen:

* massawaarden: U hebt nauwkeurige massawaarden nodig voor protonen, neutronen en de helium-4-kern. Deze waarden worden meestal uitgedrukt in atomaire massa -eenheden (AMU).

* Conversiefactoren: Zorg ervoor dat u het massa -defect van AMU omzet naar kilogrammen voordat u de vergelijking van Einstein gebruikt.

* benadering: De verwijdering van één proton en één neutron is een benadering. De werkelijke vereiste energie kan enigszins verschillen als gevolg van veranderingen in de bindende energie van de resterende Deuterium -kern.

Voorbeeld:

1. Massafefect:

* Berekende massa van ⁴he:(2 x 1.00728 AMU) + (2 x 1.00866 AMU) =4.03188 AMU

* Werkelijke massa van de:4.00260 AMU

* Massafefect =4.03188 AMU - 4.00260 AMU =0.02928 AMU

2. Bindende energie:

* Converteer massafefect naar kilogrammen: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. Energie voor het verwijderen van één proton en één neutron:

* Ongeveer de helft van de totale bindende energie:4.378 x 10⁻¹² J / 2 ≈ 2.189 x 10⁻¹² J

Laatste opmerking: Deze berekening biedt een geschatte waarde. De werkelijke vereiste energie kan enigszins variëren vanwege de complexiteit van nucleaire interacties.