Massendefekt

Massendefekt, die Differenz zwischen der tatsächlichen Gesamtmasse eines zusammengesetzten Atomkernes und der Summe der Ruhemassen seiner einzelnen Protonen und Neutronen. Bei der Bildung eines Atomkernes geht ein Teil der Ruhemasse, der vorher freien Nukleonen, in Bindungsenergie über. Hierzu ein Beispiel:

Ein Atomkern des Edelgases Helium ¸He²⁺ besitzt eine relative Gesamtmasse von 4,00260. Der Heliumkern setzt sich formal aus zwei Protonen und zwei Neutronen zusammen, wobei die Summe ihrer Ruhemassen den Wert

(2 × 1,00728) + (2 × 1,00867) = 4,03189

ergibt. Der Massendefekt Δ_m berechnet sich damit zu

Δm = 4,03189 - 4,00260 = 0,0293.

Mit Hilfe der Masse-Energie-Äquivalenz (siehe Relativitätstheorie) E = mc², wobei c der Lichtgeschwindigkeit entspricht, lässt sich für eine Atommasse ein entsprechender Energiewert ermitteln. Demnach erhält man für die Atommassenkonstante m_u folgenden Energiewert:

mu = 1,66054 × 10-27 Kilogramm = 931,49432 Megaelektronenvolt.

Im Falle des Heliumkerns berechnet sich für den Massendefekt die Energiemenge zu

0,0293 × 931,49432 = 27,29278 Megaelektronenvolt.

Bei den Kernen schwererer Elemente kann der Massendefekt bis zu einem Prozent der Gesamtsumme der einzelnen Ruhemassen ausmachen.