💡 ヒント:結合エネルギー

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

原子核は陽子と中性子(核子)が結合してできています。バラバラの核子を集めて1つの原子核にまとめると、なぜか質量が少し減ります(質量欠損)。失われた質量はエネルギーになって放出されています。これが結合エネルギー

逆に言えば、核子をバラバラに引き離すには結合エネルギー分のエネルギーが必要。アインシュタインの \(E = mc^2\) を使って、質量欠損から結合エネルギーが計算できます。

✏️ 求めるもの

原子核の結合エネルギー、核子1個あたりの結合エネルギー(安定性の指標)、または2つの核を比較した安定性。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 質量欠損:核子の質量の総和から原子核の質量を引く
  2. エネルギー換算:\(B = \Delta m \cdot c^2\)、または \(\Delta m\) [u] × 931.5 MeV
  3. 核子1個あたり:\(B/A\) を計算 → 安定性の指標
  4. 反応のエネルギー:反応前後の質量の差から放出エネルギーを計算
注意

「原子質量」と「原子核の質量」は電子の質量分だけ違う。問題で原子質量を与えられたら、電子の質量も陽子と一緒に扱う(中性原子を想定して \(Z m_H\) として扱うことが多い)と矛盾なく計算できる。単位系(u か kg か)も統一しよう。