Bindungsenergien

Kern- und Strahlungsphysikvorlesung von Prof. Dr. P. Zimmermann

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Der Artikel Bindungsenergien basiert auf der Vorlesungsmitschrift von Moritz Schubotz des 1.Kapitels (Abschnitt 0) der Kern- und Strahlungsphysikvorlesung von Prof. Dr. P. Zimmermann.

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Da man die Massenbestimmung mit atomphysikalischen Meßmethoden (Massenspektrometer) durchführt, versteht man unter Mc2 die Masse des Atoms, d.h. man muß noch die Elektronenmassen abzüglich ihrer Bindungsenergien berücksichtigen. Deshalb bezieht man die Masseneinheit 1 m u auf 1/12 der Masse des neutralen e12-Atoms. 2 >"0 -'2 tl mue = 931,VlYMeV/cL u'r ~ 1,60, ,,(0 j = j;;g l7e~>. , ""',,= 0, !>k e.V Prinzip der Massenspektrometrie: Durch die Messung der Energie E = ~mv2 und des Impulses p = mv wird die Masse m = p2/2E bestimmt. - ) {Jr-r TeJ c/"u, ~eJ' ((alle iM. 1eii&cM..t... r-( l!Lt feit / I(/..< Prinzipieller Aufbau eines Energieund Impulsfilters in einern Massenspektrographen durch elektrische bzw. magnetische Felder:

e1. Feld: r = eol->E I~E = 2 ~ l.;mv = eorol~1 ·Energiemessung mv 2 -:::t -> magn. Feld: r = evolMI~p = mv = eorolBI Impulsmessung Ergebnis für Bindungsenergie pro Nukleon B/A

Im Mittel B/A ~ 8 MeV, d.h. ~ 1% der Ruhemasse mpc 2 • 250 Maximum bei ca. A ~ 60 (Eisen), danach wegen wachsender Coulombabstoßung Abnahme um ca. 1 MeV auf B/A ~ 7,5 MeV bei A ~ 230. Größere Unregelmäßigkeiten bei leichten Kernen bis A ~ 20, besonders ausgeprägt bei:

Deuterium p + n -> d + 2,2 MeV Helium d + d -4 a + 24 MeV ,, ) !,oUCue' I(,Q..".(. ? ) I(",v (,ü\A {DU, l...::(e. n re{C,(';Ut nG.\\ cU.U.'j (.,,-'. r CI lou., . [lo.v,e.&. ß l , 6.e-l B/A = 1,1 MeV B(a) = 28 MeV B/A = 7 MeV