Estabilidad nuclear y energía de enlace

De Wikillerato

En los núcleos atómicos las distancias entre nucleones son del orden de 1 fermi (10-15m). A esta distancia la fuerza eléctrica de repulsión entre protones es mucho mayor que la fuerza gravitatoria atractiva entre los mismos. Debe, por tanto, existir una fuerza muy intensa, de corto alcance y atractiva que mantenga unido al núcleo, es la interacción nuclear fuerte que presenta las siguientes características:

Es una fuerza atractiva muy intensa.

Actúa entre dos nucleones con independencia de su carga eléctrica.

Es una fuerza de corto alcance. Sólo se pone de manifiesto a distancias del orden del fermi, a distancias mucho menores es repulsiva.

La masa del núcleo es inferior a la suma de las masas de los nucleones que lo forman. Esta diferencia se denomina “defecto de masa” y se calcula mediante la expresión:

Δm=Z∙mp+(A-Z)mn-M

Siendo mp la masa del protón, mn la masa del neutrón y M la masa del núcleo.

La energía equivalente a este defecto de masa, según la fórmula de Einstein, es:

E=Δm∙c2

Esta energía se denomina “energía de enlace” del núcleo y es la energía que se libera al formarse el núcleo a partir de sus nucleones constituyentes; coincide con la energía que hay que proporcionar al núcleo para separar los nucleones que lo forman.

Dividiendo la energía de enlace entre el número de nucleones que contiene se obtiene la energía de enlace por nucleón. Cuanto mayor sea la energía de enlace por nucleón más estable será el núcleo.