kjernemasser

Kjernemasser refererer til massen av atomkjernen, altså massen til protoner og nøytroner som utgjør kjernen til et grunnstoff med antallet protoner Z og nøytroner N (A = Z + N). Den faktiske kjernemassen er vanligvis noe mindre enn summen av massene til de enkelte nucleoner på grunn av bindingenergi som holder kjernen sammen.

Enhetene brukes ofte i enheten u ( atomic mass unit) eller som MeV/c^2. 1 u er definert som 1/12 av massen til karbon-12, og tilsvarer cirka 931,494 MeV/c^2. Massen til en kjerne kalles M, mens bare summen av masses av protons og nøytroner ville vært Σmi. Bindingene mellom partiklene gir et massedefekt Δm = Σmi − M, og denne massen-til-energy konverteres via E = Δm c^2.

Binding energy per nukleon er et nøkkelbegrep for kjernemasser. Denne energien varierer mellom kjerner og er nærmest høyest rundt jern-56, typisk omkring 8–9 MeV per nucleon. Dermed er tyngre kjernenes massedefekt større per nucleon, men total stabilitet påvirkes av den totale sammensetningen av Z og N. Måling av kjernemasser gjøres ved massepektrometri, blant annet ved Penning-traps og tids-of-flight-teknikker, og bidra til begreper som massesdiff, binding energy-forhold, og Q-verdier for reaksjoner.

Kjernemasser har sentral betydning i kjernefysikk, nucleosyntese i stjerner og eksplosjoner, og i beregning av energirangel og reaksjonsresultater. De gir innsikt i stabilitetsinnes og grenseområder som drip-lines, og er grunnleggende for å forstå energiutnyttelse og elementærprosesser i universet.