結合エネルギー、平均結合エネルギー

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

今日は、物理でよく出題されている結合エネルギー、平均結合エネルギーに関する記事を紹介したいと思います。

結合エネルギー、平均結合エネルギーに関しては、本ブログでも11月21日の記事でも紹介していますが、もう一度基本事項について復習しましょう。
（放射線概論P.38-40）

質量欠損ΔM
　原子核の質量差で、構成核子の質量の総和から原子核の質量を引いたもの

　

この質量差は、核子の間に働く核力やクーロン力による。

　原子核内はプラスの電荷を帯びた陽子と電気的に中性な中性子が存在しており原子核全体としてはプラスになっており陽子－陽子間にはクーロン力が働いている。
　原子核内にはクーロン力よりも強い核力が働いているため陽子同士は同じ原子核内に存在できるのである。

結合エネルギー
　質量欠損ΔMをエネルギーに換算したもの

　原子核の質量は、構成している中性子の質量と陽子の質量の和よりも質量欠損分だけ小さくなる。
　質量欠損をエネルギーに換算したものが結合エネルギーであるから、原子核の質量は、構成核子の質量の総和（中性子の質量と陽子の質量の和）よりも結合エネルギー分だけ小さい。

平均結合エネルギー
　結合エネルギーを核子数（質量数）で除した核子1個当たりの結合エネルギー　

　平均結合エネルギーは、Z=26（核子数A=60）のFe付近までは核子数（質量数）とともに上昇し、その最大値はおよそ8.8MeVであり、その後は減少する。
　また、平均結合エネルギーは質量数=4のHeでも極大（およそ7MeV）をとる。
（Heの原子核はα粒子であり、α線は特異的である）

以下のことは暗記してください。
・原子核の質量は構成している中性子の質量と陽子の質量の総和よりも質量欠損分だ　

　け小さい
・質量欠損をエネルギーに換算したものが結合エネルギーである
・平均結合エネルギーは質量数60近く（Fe）で最大（8.8MeV）となり、その後は

　減少する
・質量数4のHeでも極大値(およそ７MeV)をとる

　（Heの原子核はα粒子であり、特異的）

 

平成27年度の物化生問2が質量欠損や結合エネルギーに関する問題です。是非解いてみてください。結合エネルギー、平均結合エネルギーに関する過去問題は11月21日の記事に記載してあります。