前回の授業では 質量とエネルギーが等価関係にある ことを学習しました。核反応の前後で、減った質量分が生じるエネルギーに相当するのでしたね。今回は逆に、 原子核に結合エネルギーを与える ことを考えていきましょう。

陽子(p)2個、中性子(n)2個からなるHeの原子核に、エネルギーE[J]を与えると、核子はばらばらに引き離されます。

この反応式で与えたエネルギーEのことを 結合エネルギー といいます。 結合エネルギー とは 核をばらばらの核子にするためのエネルギー のことなのです。

では、核を壊すための結合エネルギーEはどのように求められるでしょうか？

質量とエネルギーが等価関係にある ことを思い出しましょう。反応前のHeの質量をm₁、反応後の質量の合計をm₂とします。今回は エネルギーを与えているので質量は増加 し、 m₁＜m₂ となるはずですね。

反応による質量の差をmとすると、 m=m₂−m₁ となり、この質量mのことを 質量欠損 と言います。増加した質量がmとわかれば、 E=mc² で結合エネルギーの値を求めることができますね。