Energia de ligação por núcleon – a curva, fissão e fusão

O que mostra

A massa de um núcleo é menor que a soma das massas de seus prótons e nêutrons separados. Esse defeito de massa Δm = Z·mp + N·mn − mX corresponde à energia de ligação Eb = Δm·c², a energia necessária para separar o núcleo em núcleons livres (1 u·c² = 931,5 MeV). O gráfico de Eb/A em função do número de massa forma uma curva que sobe rapidamente para núcleos leves, atinge o máximo perto do ferro e do níquel e depois desce lentamente para núcleos pesados. Toda reação cujos produtos ficam mais acima na curva libera energia: a fusão de núcleos leves e a fissão de núcleos pesados.

Como usar

Toque em um ponto do gráfico ou escolha um núcleo na lista Núcleo para ler Z, N, a massa nuclear, Δm, Eb e Eb/A, e compare núcleos leves, médios e pesados. Depois clique em Fissão ²³⁵U para ver um nêutron lento dividir o urânio em ¹⁴¹Ba, ⁹²Kr e três nêutrons, e em Fusão D + T para ver deutério e trítio formarem ⁴He e um nêutron. Compare a energia liberada por núcleon nas duas reações.

Parâmetros que você pode mudar

• Núcleo selecionado ²H (deutério), ⁴He, ¹²C, ¹⁶O, ⁵⁶Fe, ⁶²Ni, ²⁰⁸Pb, ²³⁵U, ²³⁸U
• Reação mostrada Fissão do ²³⁵U, Fusão ²H + ³H, Nenhuma, só ver o núcleo
• Rotular os núcleos no gráfico

Perguntas para explorar

1. Por que o ⁵⁶Fe é mais estável que o ⁴He e o ²³⁵U, embora o ²³⁵U tenha maior energia de ligação total?
2. Usando as energias de ligação mostradas, quanta energia é liberada quando o ²³⁵U se divide em ¹⁴¹Ba e ⁹²Kr?
3. Como a energia liberada por núcleon na fusão D + T se compara com a da fissão do ²³⁵U?