Massedefekten

Massedefekten är skillnaden mellan summan av massorna hos kärnpartiklarna (protoner och neutroner) som bygger upp en kärna och kärnans egen massa. Den definieras som Δm = Σ m_nukleoner − M_kärna. Eftersom kärnans massa är mindre än summan av dess delar uppkommer en energi, bindningsenergin, som motsvarar Δm c^2. Enheten för massedefekt i kärnfysik är ofta atomisk massenhet (u); 1 u motsvarar cirka 931,5 MeV/c^2.

Massedefekten speglar kärnans bindning. Bindningsenergin B = Δm c^2; större massedefekt innebär vanligen starkare bindning och större stabilitet per nucleon. Bindningen per nucleon varierar med kärnans storlek och sammansättning och är som mest effektiv kring järn-56.

Användning och betydelse. Massedefekten används för att beräkna kärnans bindningsenergi från mätbara massor och för att uppskatta energi som frigörs i kärnreaktioner. Vid fusion av lätta kärnor ökar bindningsenergin per nucleon och energi frigörs; vid fission av tunga kärnor blir produkterna oftast mer tätt bundna och energi frigörs. Den semi-empiriska massformeln ger rimliga uppskattningar av massdefekter över nuklidregistret.

Ett vanligt exempel är deuteriumkärnan. Den har en bindningsenergi omkring 2,224 MeV, vilket motsvarar ett massdefekt på ungefär 0,00239 u (Δm ≈ B/c^2).