Energía de enlace por nucleón – la curva, fisión y fusión
FísicaFísica cuántica y nuclearEdades 17–18
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Gráfica de la energía de enlace por nucleón Eb/A en función del número másico A, construida con las masas reales de unos 30 núcleos, de ²H a ²³⁸U, con el máximo en la zona de ⁵⁶Fe – ⁶²Ni. Selecciona un núcleo para ver Z, N, el defecto de masa Δm, Eb = Δm·c² y Eb/A. Las animaciones de la fisión del ²³⁵U y la fusión D + T muestran que se liberan unos 200 MeV y 17,6 MeV porque los productos están más arriba en la curva.
Lección: Energía de enlace nuclear, fisión y fusión nuclear
Qué muestra
La masa de un núcleo es menor que la suma de las masas de sus protones y neutrones por separado. Este defecto de masa Δm = Z·mp + N·mn − mX corresponde a la energía de enlace Eb = Δm·c², la energía necesaria para separar el núcleo en nucleones libres (1 u·c² = 931,5 MeV). La curva de Eb/A frente al número másico sube rápidamente en los núcleos ligeros, alcanza su máximo cerca del hierro y el níquel y baja lentamente en los núcleos pesados. Toda reacción cuyos productos quedan más arriba en la curva libera energía: la fusión de núcleos ligeros y la fisión de núcleos pesados.
Cómo usarla
Toca un punto de la gráfica o elige un núcleo en la lista Núcleo para leer Z, N, la masa nuclear, Δm, Eb y Eb/A, y compara núcleos ligeros, intermedios y pesados. Después pulsa Fisión ²³⁵U para ver cómo un neutrón lento divide el uranio en ¹⁴¹Ba, ⁹²Kr y tres neutrones, y Fusión D + T para ver cómo el deuterio y el tritio forman ⁴He y un neutrón. Compara la energía liberada por nucleón en ambas reacciones.
Parámetros que puedes cambiar
- Núcleo seleccionado ²H (deuterio), ⁴He, ¹²C, ¹⁶O, ⁵⁶Fe, ⁶²Ni, ²⁰⁸Pb, ²³⁵U, ²³⁸U
- Reacción mostrada Fisión del ²³⁵U, Fusión ²H + ³H, Ninguna, solo ver el núcleo
- Rotular los núcleos en la gráfica
Preguntas para explorar
- ¿Por qué el ⁵⁶Fe es más estable que el ⁴He y el ²³⁵U, aunque el ²³⁵U tenga mayor energía de enlace total?
- ¿Cuánta energía se libera, según las energías de enlace mostradas, cuando el ²³⁵U se divide en ¹⁴¹Ba y ⁹²Kr?
- ¿Cómo se compara la energía liberada por nucleón en la fusión D + T con la de la fisión del ²³⁵U?
