質量欠損

質量欠損とは核子(陽子と中性子)が原子核を形成する際に全体の質量が減少した分の量を指す。つまり核子の全体の量と実際に測定された量の差である。これは原子核の結合エネルギーの総量に等しい。

質量欠損は、それがはるかに小さい原子または化学結合にも使用される。また、質量欠陥は天体物理学でも使われる。

定義[編集]

質量欠損は質量とエネルギーの等価性 $E_{0} = m c^{2}$ から生じる。核子の結合エネルギーは総質量を減少させ、個々の核構成要素の質量の合計になる。この質量差 $Δ M$ は、原子核の構成中に放出される結合エネルギー $E_{B} = Δ m c^{2}$ に対応する。核子あたりの質量欠陥が大きいほど、原子核はより安定していく。なぜなら、その分解にはより多くのエネルギーを費やさなければならないからである。質量欠陥は常に正であり、そうでなければ原子核は即座に核子に分解される。

求め方[編集]

質量欠損 $Δ m_{K}$ は以下のようにして求める。

Δ m_{K} = Z m_{p} + N m_{n} - m_{K}

$m_{K}$ =核質量
$Z m_{p}$ =陽子の質量
$N m_{n}$ =中性子の質量

ここで、 $Z$ は原子番号、 $N$ は中性子の数である。

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