Ejercicio D2 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2024

a) Explique razonadamente el concepto de defecto de masa, su expresión matemática y su relación con la estabilidad de un núcleo atómico.

Solución: El defecto de masa es la diferencia entre la suma de las masas de los nucleones que constituyen el núcleo por separado y la masa del núcleo ya formado: $\Delta m = (Z\cdot m_p + (A-Z)\cdot m_n) - m_{\text{núcleo}} > 0$. Esta masa que desaparece se desprende en forma de energía de enlace nuclear según la equivalencia masa-energía de Einstein: $E_b = \Delta m\cdot c^2$. A mayor energía de enlace por nucleón ($E_b/A$), mayor es la estabilidad del núcleo atómico.

b) i) Calcule la energía de enlace por nucleón para el nucleido $^{3}_{1}\text{H}$

Solución: $4{,}26\cdot 10^{-13}$ J / $4{,}26\cdot 10^{-13}$ J/nucleón

b) i) Calcule la energía de enlace por nucleón para el nucleido $^{3}_{2}\text{He}$

Solución: $3{,}58\cdot 10^{-13}$ J / $3{,}58\cdot 10^{-13}$ J/nucleón