Unidad de Masa Unificada, u

Las masas individuales utilizadas en reacciones nucleares son íncimamente pequeñas. Para poder comparar las masas atómicas los físicos utilizan la unidad de masa unificada, u. Esta se define a términos del isótopo más común de carbono, el carbono-12.

Hay 12 nucleones* en un átomo de carbono-12 (6 protones y 6 neutrones). Una unidad de masa unificada se define exáctamente como una doceaba parte de la masa de un átomo de carbono-12. Esencialmente, la masa de un protón y un neutrón son de 1 u, como se muestra a continuación.










Defecto de masa y energía de ligadura

La tabla anterior muestra las masas de los neutrones y los protones. Es obvio que si sumamos las masas de 6 protones y 6 neutrones acabaremos con un número mayor a 12 u, la masa de un átomo de carbono-12. ¿Qué es lo que ocurre? La respuesta la hayamos cuando investigamos que es lo que mantiene las ligaduras en el núcleo.

La diferencia entre la masa de un núcleo y las masas de sus componentes nucleones se llama defecto de masa. Si imaginamos que vamos a formar un núcleo, los protones y neutrones tendrían que ser juntados. Para llevar a cabo este proceso necesitamos realizar un trabajo porque los protones se repelen unos a otros. Crear estas ligaduras entre los protones y neutrones libera una gran cantidad de energía, mucho mayor a la empleada para juntar a las partículas inicialmente. Esta energía debe salir de alguna parte. La respuesta está en la famosa ecuación de Einstein que relaciona la masa y la energía.



En la ecuación de Einstein, la masa es una forma de energía y es posible convertir masa directamente en energía y vice versa. La energía de ligadura es la cantidad de energía liberada cuando un núcleo es formado a partir de sus nucleones componentes. Proviene de un descenso en la masa. La energía de ligadura también sería la energía que hay que añadir para separar un núcleo en sus nucleones individuales. El defecto de masa es, por tanto, una medida de la energía de ligadura.


*nucleones: Un nucleón es el nombre colectivo para dos partículas, el neutrón y el protón. Viene determinado por el número másico de un elemento. El número de neutrones puede averiguarse restando el número másico al número atómico (número de protones en el núcleo del elemento).