Fysiikka 8 : luku 4.3 Sidosenergia ja massavaje

Ytimen muodostavien protonien ja neutronien yhteismassa on aina suurempi kuin ytimen massa. Ytimen massavaje ∆m on ytimen rakenneosien yhteismassan ja ytimen massan erotus:

∆m = Z m_p + N m_n + Z m_e – m_atomi

jossa Z on protonien lukumäärä, N neutronien lukumäärä, Z elektronien lukumäärä, m_p protonin massa, m_n neutronin massa, m_e elektronin massa ja m_atomi atomin massa, johon sisältyy elektronien massa.

Ytimen massavajetta vastaavaa energiaa kutsutaan ytimen sidosenergiaksi E_B. Se on energia, joka vapautuu, kun nukleonit sitoutuvat toisiinsa muodostaen ytimen. Jos ydin halutaan hajottaa takaisin erillisiksi nukleoneiksi, pitää ytimeen tuoda tämä sama energiamäärä. Ytimen sidosenergia on

E_B = ∆mc².

Ytimen sidosenergia on energia, joka tarvitaan hajottamaan ydin nukleoneiksi. Ytimen muodostuessa vapautuu samaa määrä energiaa. Ytimen sidososuus b on ytimen sidosenergia yhtä nukleonia kohden. Sidososuus saadaan yhtälöstä

b = E_B / A

Kun lasketaan ydinreaktioissa ytimien massojen muutoksia, ytimien massojen sijasta käytetään atomien massoja, koska ytimen massaa ei voida suoraan mitata. Ydinvoima on lyhyen kantaman voima.