Défaut de masse et énergie de liaison — Terminale OSE
Quand des protons et des neutrons s'assemblent pour former un noyau, la masse du noyau obtenu est toujours plus petite que la somme des masses de ses constituants pris séparément. Cette différence, appelée défaut de masse, n'a pas disparu : elle a été convertie en énergie au moment de la liaison. Comprendre ce phénomène permet d'expliquer la stabilité des noyaux et l'énergie libérée dans les réacteurs et les étoiles.
Hery, lycéen à Antsirabe, étudie le noyau d'hélium. Les nucléons séparés pèsent plus lourd que le noyau assemblé : ce petit manque de masse correspond à l'énergie qu'il faudrait fournir pour casser le noyau en morceaux.
Les nucléons assemblés ont une masse inférieure : le défaut de masse devient énergie de liaison.
À retenir
- Le défaut de masse Δm est la masse « manquante » du noyau : Δm = [Z × mp + N × mn] − mnoyau, toujours positif.
- L'énergie de liaison vaut El = Δm × c2 ; c'est l'énergie à fournir pour séparer tous les nucléons.
- Plus l'énergie de liaison par nucléon (El / A) est grande, plus le noyau est stable.
Exercice d'exemple
Voir la correction
On convertit directement le défaut de masse en énergie : El = 0,030 × 931,5 = 27,9 MeV (environ 28 MeV). C'est l'énergie qu'il faudrait apporter pour dissocier complètement ce noyau en ses nucléons.
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