Энергия связи атомных ядер

Нуклоны в ядре связаны благодаря действию ядерных сил. Для разделения ядра на отдельные нуклоны нужно совершить работу против ядерных сил. Энергия, которую придется затратить для совершения этой работы, называется энергией связи. Справедливо и обратное утверждение: при слиянии отдельных нуклонов в ядро выделится энергия, равная энергии связи.

Как же практически определить ее значение?

Эксперимент показывает, что масса ядра всегда немного, но меньше суммы масс отдельных нуклонов, из которых составлено это ядро.
Рис. 1. Дефект масс

Уменьшение массы (или так называемый дефект масс) определяется по формуле:

Δm = (Z ∙ mp + N ∙ mn — Mя),

где Mя — масса ядра; Z и N — число протонов и нейтронов, mp и mn — масса протона и нейтрона соответственно.

Этот факт можно объяснить при помощи теории Эйнштейна. В ней утверждается, что масса и энергия любого тела взаимосвязаны по формуле:

E  =  m ∙ c2,

где c — скорость света.

Уменьшение масс нуклонов означает потерю ими части своей энергии, которая при образовании ядра переходит в энергию связи его нуклонов. Энергия связи ядер определяется по формуле:

Eсв =  Δm ∙ c2 = (Z ∙ mp + N ∙ mn — Mя) ∙ c2.