11 Kärnfysik: 11.1 Atomkärnan
Atommassor
Atommassor
Protonen har massan
\(m_\text{p} = 1{,}007276 \text{ u} \)
Neutronen har massan
\(m_\text{n} = 1{,}008665 \text{ u}\)
Elektronen har massan
\( m_\text{e} = 0{,}000549 \text{ u} \)
Atommassorna är mycket små. Därför använder man en egen atommassenhet som har fått symbolen \(\text{u}\). Enheten \(\text{u}\) definieras som \(\displaystyle \frac{1}{12}\) av massan för nukliden \( \ce { ^{12}_{} $ \rm C$} \) och har värdet \[ \text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27} \text{ kg} \] Under arbetet med uppgifterna till detta kapitel måste du leta efter atommassor i tabellen vid uppgifterna. Tabellen anger nuklidmassor, det vill säga massan hos neutrala atomer där elektronerna runt kärnan är inräknade. Lägg märke till att du inte kan använda massorna som står i periodiska systemet. Massorna där är genomsnittsmassor för atomer i den vanligaste isotopblandningen av det aktuella grundämnet i naturen.
Väte \( \ce { ^{2}_{} $ \rm H$} \) är en väteisotop med två nukleoner i kärnan, nämligen en proton och en neutron. Runt kärnan kretsar en elektron med massan \(m_\text{e} = 0,000549 \text{ u}\).
Tabellen vid uppgifterna visar att väte har nuklidmassan \(2{,}014102 \text{ u}\). Vätekärnan har därför massan \[ 2{,}014102 \text{ u} - 0{,}000549 \text{ u} = 2{,}013553 \text{ u} \]
Lägg märke till att kärnmassan är mindre än den sammanlagda massan av en proton och en neutron, som är \[ 1{,}007277 \text{ u} + 1{,}008665 \text{ u} = 2{,}015942 \text{ u} \] Det ska vi förklara lite närmare i avsnitt 11.3.
