Масса и энергия связи ядра

Масса ядра всегда меньше суммы масс входящих в него частиц. Это обусловлено тем, что при объединении нуклонов в ядро выделяется энергия связи нуклонов друг с другом.

Энергия покоя частицы связана с ее массой соотношением. Следовательно, энергия покоящегося ядра меньше суммарной энергии невзаимодействующих покоящихся нуклонов на величину.

. (1.9).

Эта величина и есть энергия связи нуклонов в ядре. Она равна той работе, которую нужно совершить, чтобы разделить образующие ядро нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых они практически не взаимодействуют друг с другом.

Соотношение (1.9) практически не нарушится, если заменить массу протона массой атома водорода , а массу ядра — массой атома . Действительно, если пренебречь сравнительно ничтожной энергией связи электронов с ядрами, указанная замена будет означать добавление к уменьшаемому и вычитаемому выражения, стоящего в фигурных скобках, одинаковой величины, равной . Итак, формуле (1.9) можно придать вид.

. (10).

Последняя формула удобнее, чем (10), потому что в таблицах обычно даются не массы ядер, а массы атомов.

Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, т. е., называется удельной энергией связи нуклонов в ядре.

Величина.

(1.11).

называется дефектом массы ядра. Дефект массы связан с энергией связи соотношением: .