Для определения дефекта массы ядра гелия, обозначим:
- Массы нуклонов: \( m_p = 1,0073 \) а.е.м. для протонов и \( m_n = 1,0087 \) а.е.м. для нейтронов.
- Масса ядра гелия: \( m_{He} = 4,0026 \) а.е.м.
- Конверсионный коэффициент: \( 1 \) а.е.м. \( = 1,66 \times 10^{-27} \) кг.
Масса \( m_{\text{ядра}} \) рассчитывается как сумма масс нуклонов в ядре: \[ m_{\text{ядра}} = Z \cdot m_p + (A - Z) \cdot m_n \] где:
- \( Z \) - количество протонов (заряд ядра), а \( A \) - число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре.
Дефект массы \( \Delta m \) ядра определяется как разница между массой самого ядра и массой его составляющих нуклонов: \[ \Delta m = Z \cdot m_p + (A - Z) \cdot m_n - m_{\text{ядра}} \]
Теперь выпишем выражение для \( \Delta m \) с использованием заданных данных: \[ \Delta m = Z \cdot 1,0073 + (A - Z) \cdot 1,0087 - 4,0026 \]
Поскольку ядро гелия состоит из 2 протонов и 2 нейтронов (\( A = 4 \)), то \( Z = 2 \) и можем подставить значения: \[ \Delta m = 2 \cdot 1,0073 + (4 - 2) \cdot 1,0087 - 4,0026 = 2,0146 + 2,0174 - 4,0026 \]
\[ \Delta m = 4,0320 - 4,0026 \]
\[ \Delta m ≈ 0,0294 \] а.е.м.
Итак, дефект массы ядра гелия равен приблизительно 0,0294 а.е.м.