Calculadora de energía de enlace nuclear
Elige un núclido o escribe el número de protones y neutrones y la masa atómica en unidades de masa atómica. La calculadora halla el defecto de masa, la masa que desaparece al unirse los nucleones, y lo convierte en energía de enlace con E = mc².
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Cómo usarla
- Elige un núclido de la lista u «Otro núclido».
- Para otro núclido, escribe Z, N y su masa atómica en u de una tabla de núclidos.
- Lee la energía de enlace, la energía por nucleón y el defecto de masa.
Fórmula
- Defecto de masa: Δm = Z × 1,00782503223 u + N × 1,00866491595 u − M(átomo).
- Energía de enlace: E = Δm × 931,49410242 MeV/u. Por nucleón: E ÷ A, con A = Z + N.
- 1 u = 1,66053906660 × 10⁻²⁷ kg, 1 MeV = 1,602176634 × 10⁻¹³ J.
Ejemplo
El helio 4 tiene 2 protones, 2 neutrones y una masa atómica de 4,002603 u. Δm = 2 × 1,00782503223 + 2 × 1,00866491595 − 4,002603 = 0,030377 u, así que la energía de enlace es 0,030377 × 931,494 = 28,296 MeV, o 7,074 MeV por nucleón.
El hierro 56 da 492,26 MeV en total y 8,7903 MeV por nucleón; el uranio 238, 1801,69 MeV y 7,5701 MeV por nucleón.
Notas
- Las masas de los núclidos cargados son masas atómicas redondeadas a seis decimales; el resultado coincide con el de precisión completa hasta 0,001 MeV aproximadamente.
- No se cuentan las energías de enlace de los electrones: decenas de eV en los átomos más ligeros y menos de 1 MeV en total incluso en el uranio.
- La calculadora de E = mc² convierte en energía cualquier otra diferencia de masa.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la energía de enlace nuclear?
Es la energía necesaria para separar un núcleo en sus protones y neutrones. Esa misma energía se libera al formarse el núcleo y aparece como una masa que falta, el defecto de masa, según E = mc².
¿Cómo se calcula el defecto de masa?
Δm = Z × m(¹H) + N × m(n) − M(átomo). Usar la masa del átomo de hidrógeno en lugar del protón solo hace que las masas de los electrones se cancelen, así que sirven las masas atómicas de las tablas. Para el helio 4, 2 × 1,007825 + 2 × 1,008665 − 4,002603 = 0,030377 u.
¿Cómo paso el defecto de masa a MeV?
Multiplica por 931,494 MeV por unidad de masa atómica. Los 0,030377 u del helio 4 dan 28,296 MeV, o 7,074 MeV por nucleón.
¿Por qué es especial el hierro 56?
Los núcleos cercanos al hierro y al níquel tienen la mayor energía de enlace por nucleón, unos 8,8 MeV. Fusionar núcleos ligeros o fisionar pesados acerca a ese máximo, y por eso tanto la fusión como la fisión liberan energía.