massadefect

Cath. stelde deze vraag op 02 juli 2007 om 19:27.
hallo, ik zou graag is willen weten wat dat massadefect precies inhoudt, ik ben ook niet zo goed in chemie dus chemische reacties snap ik niet... groetjes cath.

Reacties

Jaap op 02 juli 2007 om 20:16

Dag Cath.,
Als bij een reactie energie vrijkomt, verdwijnt er tegelijkertijd een (zeer kleine) hoeveelheid massa. Het massadefect is de hoeveelheid massa die verdwenen is. "Defect" heeft niets te maken met "kapot".
Een massadefect kan optreden bij chemische reacties. Een massadefect treedt ook op bij de (natuurkundige) kernreacties in een kerncentrale (splijting van uraniumkernen) en in de zon (fusie van waterstofkernen).
Volgens Einstein komt een bepaalde hoeveelheid (verdwenen) massa overeen met een bepaalde hoeveelheid (vrijkomende) energie. Voor dat verband geldt de formule E=m×c². E is de vrijkomende energie (in joule), m is de verdwenen massa (in kilogram) en c is de snelheid van het licht in vacuüm (in meter per seconde).
Het omgekeerde van een massadefect kan trouwens ook: uit energie kan materie (massa) ontstaan.
Groeten, Jaap Koole

P.S. Sommige fijnproevers schrijven liever E=–Δm×c².

Verhelst Roger op 12 augustus 2023 om 11:28
wat mij vreemd lijkt is dat het massadefect bij fisie en fusie het gevolg is van een omgekeerd resultaat.
ik heb het nog niet in detail nagezien maar het lijkt me vreemd.
bij fisie is de som van de massa van de delen radium en nog iets en de deeltjes  kleiner dan de massa van het oorspronkelijke uranium.
bij fusie is het net omgekeerd , de massa van tritium en deuterium ( 2 delen ) en de toegevoegde energie ( dat is er veel) is groter dan het atoom helium 1 deel.
ik zie ook niet direct wat een ketting reactie kan doen ontstaan.
moet nog verder bekijken.
bij uranium komen er bij iedere splitsing 3 neutronen vrij.
bij fusie ??
Jan van de Velde op 12 augustus 2023 om 23:07

dag Roger,

In elke atoomkern is er sprake van aantrekkende en afstotende krachten tussen de kerndeeltjes (protonen en neutronen). 

Afstotend is de elektrostatische kracht tussen protonen.
Aantrekkend is de zg sterke kernkracht maar die werkt alleen sterk op zeer korte afstand. 

analogie: potentiële (zwaartekracht) energie: als je een voorwerp met massa (bijv een knikker) dichter bij de aarde brengt wordt de potentiële energie in dat systeem massa-aarde kleiner: Hoe groter de aanvankelijke afstand, hoe groter ook het energieverschil. In een vrije val komt die energie vrij als bewegingsenergie.

Brengen we een proton en een neutron bij elkaar in de buurt dan gebeurt er iets dergelijks. Niet zo makkelijk als met die knikker: we moeten behoorlijk doorduwen om die twee zó dicht bijeen te krijgen dat het verder door die sterke kernkracht "vanzelf" gaat .

En dan kijken we nu naar een atoomkern als naar een knikkerput met een hoge rand: 

Buiten de rand is er afstoting: ik kan knikkers in die put krijgen, maar dat kost eerst aardig wat energie om ze omhoog te krijgen.
Maar eenmaal over de top van de energieberg, zeg maar binnen het bereik van die sterke kernkracht,  komt er een boel energie vrij, meer dan de duw bergop gekost heeft. 

We kunnen zo deeltjes blijven toevoegen, en elke keer levert dat energie op, in de analogie bijven die knikkers, na wat aanvankelijke hulp om ze omhoog te krijgen, in de put vallen. 

Bij kleinere kernen blijft dat zo een hele tijd lukken om door het toevoegen van deeltjes energie te laten vrijkomen. Wel wordt de totale afstotende kracht van die dicht opeengepropte positieve ladingen steeds groter, en dus wordt de opbrengst per extra deeltje steeds kleiner.  Er komt een moment, bij ijzer/nikkel, dat je nog wel een deeltje kunt toevoegen, maar die vallen dan maar net meer even diep als dat je ze aanvankelijk omhoog geduwd had. De knikkerput zit vol tot de rode stippellijn. Levert geen energie meer op. 


Voorbij ijzer/nikkel zit er heel veel elkaar afstotende lading in een klein volume: de elektrostatische afstoting werkt doorheen heel de kern. Maar de sterke kernkracht werkt alleen tussen twee naast elkaar liggende kerndeeltjes.  Er zijn dus steeds meer neutronen nodig om al die protonen bij elkaar te houden. Je kunt nog wel deeltjes over de top duwen, en die put verder vullen. Maar het kost elke keer meer energie dan het oplevert, omdat je verder omhoog moet duwen dan dat de knikker in de put kan vallen. 


Zolang de put is gevuld tot onder de rode stippellijn kan ik knikkers blijven toevoegen en komt daar steeds energie bij vrij. Dat is kernfusie
Maar als de put gevuld is tot bóven de rode stippellijn levert het energie op om knikkers terug de put uit te duwen: immers, ik hoef in de put minder ver omhoog te duwen dat dat de knikkers buiten de put omlaag kunnen rollen. Dat is dan fissie (twee s-en), kernsplijting.

Is zo duidelijk waarom zowel fusie van kleine kernen als splijting van grote kernen energie kan opleveren?  
Dan kunnen we daarna zonodig ingaan op dat massadefect.

Groet, Jan


Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft twee appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)