Frage von IIZI9I5II, 19

Massendefekt bei Kernfusion?

Hallo, ich habe folgende Formel:

^6_3Li + ^2_1H ------> 2 mal ^4_2He + Energie

Um die Energie zu berechnen, muss ich ja zuvor den Massendefekt, sprich die fehlende Masse berechnen, aber wie?

Als Lösung habe ich

(6,0151(Li) + 2,0140(H) - 4 e^-) - (2 mal 4,0026(He) - 4 e^-)

(e^-: Elektronen).

Wie kommt man auf die Werte? Im Buch stehen andere Massenzahlen und von der Rechnung her mit Protonen+Neutronen würde das ja nicht klappen, da die Summe der P, N genau so groß ist wie auf der anderen Seite!

Und warum zieht man hier 4 Elektronen ab?

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 9

Um die Energie zu berechnen, muss ich ja zuvor den Massendefekt, sprich die fehlende Masse berechnen, aber wie?

Du musst die Massen der beteiligten Atomkerne auf beiden Seiten miteinander vergleichen und dies mit c² zu multiplizieren, also

(m(Eduktkerne) – m(Produktkerne))·c².

Die Massen muss man Tabellen entnehmen, sie wurden mal ermittelt. Die Zahlen oben sind zwar von begrenzter Genauigkeit, scheinen aber korrekt zu sein, und zwar nach dieser Tabelle:

http://atom.kaeri.re.kr/nuchart/

Es handelt sich um die Masse bzw. den Massendefekt in u bzw. amu (atomic mass units); die Masse in kg ergibt sich durch Division durch 1000·N.A mit

N.A ≈ 6,022×10²³.

Das mal c² ist die Energie in J, und multipliziert mit

e/C ≈ 1,6×10⁻¹⁹

ergibt die Energie in eV.

…von der Rechnung her mit Protonen+Neutronen würde das ja nicht klappen, da die Summe der P, N genau so groß ist wie auf der anderen Seite!

Logisch! Der Massendefekt ist kein vernichtetes Teilchen, sondern Bindungsenergie.

Und warum zieht man hier 4 Elektronen ab?

Dass man dies überhaupt tut, hängt damit zusammen, dass die Massen der Atomkerne entscheidend sind, die Tabellenmassen jedoch Atommassen sind, also mit Elektronen. In diesem Fall stehen auf beiden Seiten 4 Elektronen, was sich heraushebt.

Antwort
von ThomasJNewton, 11

Wenn du -4 Elektronen von -4 Elektronen abziehst, ergibt das nach meiner Rechnung exakt 0 Elektronen.
Ist aber schon etwas her, dass ich die Schule beendet habe.

Und die Masse von Isotopen errechnet man gerne mit den Elektronen, weil sich ein Verband von neutralen Atomen besser handhaben und wiegen lässt als ein Plasma aus Kernen und freien Elektronen.
Das Studium ist halt auch schon eine Weile her, und ich kann mich nicht mal daran erinnern, das da gelernt zu haben.

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