질량결손(mass defect)과 핵결합에너지

질량결손(mass defect)과 핵결합에너지

 

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▶ 참고: 제21장 핵화학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/16810 ]

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> m의 단위 = kg

> c의 단위 = m/s

( 참고 https://ywpop.tistory.com/21956 )

 

E = mc^2

= kg•(m/s)^2

= kg•m^2/s^2

= J

( 1 J = 1 kg•m^2/s^2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1 J = 1 kg•m^2/s^2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2p + 2n → He + Δm

2p + 2n → He + 에너지

 

양성자와 중성자로 헬륨을 만드는데 필요한 에너지를

양성자와 중성자의 질량의 일부를 에너지로 변환해서 사용했다고 이해하자.

 

 

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▶ 질량결손의 이해

> 원자핵을 깨뜨려 구성 입자로 분리하려면, 즉

원자핵을 양성자와 중성자로 분리하려면,

외부에서 에너지가 필요하듯이,

 

> 양성자와 중성자로 원자핵을 만들려면,

이때도 에너지가 필요한텐데,

( 양성자와 중성자가 그냥 있다고해서

저절로 원자핵이 만들어지지 않을테니까 )

양성자와 중성자의 질량 일부를 에너지로 변환시켜

원자핵을 만드는데 사용했다고 이해하자.

 

 

 

 

 

1 amu = 1.66054×10^(-27) kg 이므로,

0.03038 amu × (1.66054×10^(-27) kg / 1 amu)

= 5.04472×10^(-29) kg

 

 

 

E = mc^2

= (5.04472×10^(-29) kg) (2.998×10^8 m/s)^2

= 4.53×10^(-12) kg•m^2/s^2

= 4.53×10^(-12) J

 

 

 

1 eV = 1.60218×10^(-19) J 이므로,

J 단위를 eV 단위로 환산하면,

(4.53×10^(-12) J) × (1 eV / 1.60218×10^(-19) J)

= 2.83×10^7 eV

= 28.3 MeV

 

 

 

[참고] 질량 결손 1 amu당 핵 결합 에너지: 931.49 MeV/amu

0.03038 amu × (931.49 MeV/amu) = 28.3 MeV

( 참고 https://ywpop.tistory.com/21230 )

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/19605 ] 칼륨-40의 핵자당 결합 에너지 (J/nucleon)

 

 

 

[ 이어지는 글 https://ywpop.tistory.com/4645 ] 핵 결합 에너지

 

 

 

[키워드] 질량 결손 기준문서, E = mc^2 기준문서, E = mc2 기준문서, 핵화학 기준문서, 핵반응 기준문서, 질량 손실 기준문서, 질량 결손 사전, 질량 손실 사전