Acoplando la fisión y la fusión y desaparece toda masa. ¿Por qué no sucede esto?

Estoy confundido por el hecho de que en un proceso de fisión las masas de los "productos" son menores que la masa de los "reactivos". Y en un proceso de fusión las masas de los "productos" son menores que las masas de los "reactivos".

Mi primera pregunta es entonces: ¿Puedo tener un átomo, fisionarlo, luego fusionarlo, luego fisionarlo, etc, etc.? ¿Y llegar a no tener masa y energía pura? Sé que esto está mal, pero no sé por qué.

Si me dice que este proceso es posible, entonces, ¿cómo es posible recuperar cierto isótopo de uranio? Veo esto como un problema porque tener menos masa en los "productos" que en los "reactivos" muestra que los procesos nucleares no son reversibles, a menos que inyecte masa de alguna manera.

Mi segunda pregunta es: ¿La diferencia de masa se manifiesta como, por ejemplo, "los nucleones pesan menos ahora", o como en " X número de nucleones han desaparecido".

¿Qué es energía pura, por cierto, según tú? (¿Fotones?) Las partículas se descomponen en sus productos, y los productos de desintegración satisfacen numerosas condiciones. Este enlace enumera un montón de ellos: profmattstrassler.com/articles-and-posts/…
Bueno, podría ser que obtengas metro C 2 cantidad de trabajo donde metro es la masa de la masa original que sufre fisión.
¡La energía utilizable sería mucho menor que eso! (Es decir, con fisión y fusión. Sin embargo, la aniquilación de materia y antimateria haría esto).
Tienes razón, jeje. ¿Cómo debo expresar esto entonces?
También debería echar un vistazo a los mecanismos de estos procesos, eso le permitirá saber por qué está equivocado.
Todos estos procesos también están sujetos a las leyes de la termodinámica, lo que significa que uno no puede extraer toda su energía interna como trabajo. El hecho de que algo sea un proceso de física nuclear o de partículas y no uno químico no significa que la termodinámica no se aplique, podría ser necesario acostumbrarse a cómo se definen los baños termales en estos casos.
¿Dónde puedo ver cómo se definen los baños termales aquí? no lo estoy viendo

Respuestas (3)

No es cierto que en todos los procesos de fusión y fisión la masa de los productos sea menor que la masa de los reactivos. Esto solo es válido para reacciones exotérmicas.

El cambio de masa se debe al cambio en la energía de enlace de los nucleones (nótese que el cambio en la energía de enlace es del orden de 1 MeV, mientras que la masa de los nucleones es de alrededor de 940 MeV). La masa total del núcleo es la suma de las masas de sus nucleones menos la energía de enlace, por lo que un enlace más fuerte significa una masa más pequeña. La energía de enlace de un núcleo se puede calcular con la fórmula de masa semiempírica de Weizsäcker:Energía de enlace por nucleón

En este gráfico, puede ver la energía de enlace por nucleón. Para los isótopos más livianos que el hierro, los núcleos pueden volverse más estables si se fusionan (se mueven hacia la derecha en la gráfica) y liberan energía (reducen su masa) en el proceso. Por otro lado, la fisión ocurre en los núcleos más pesados ​​(van hacia la izquierda), y también libera energía. Pero en ambos casos, la energía máxima liberada está dada por la gráfica anterior: solo puede obtener el total, sin importar los pasos intermedios que realice, es la diferencia de 9 MeV/nucleón entre 56 Fe y 1 H, que corresponde a fusionar 26 protones y 30 neutrones para formar un núcleo de hierro. ¡Y obviamente, los núcleos de hierro tienen masa!

Sí ! bien con el grafico

Mi primera pregunta es entonces: ¿Puedo tener un átomo, fisionarlo, luego fusionarlo, luego fisionarlo, etc, etc.? ¿Y llegar a no tener masa y energía pura? Sé que esto está mal, pero no sé por qué.

No, no puedes. Además de la relatividad especial, donde las masas invariantes de los objetos complejos son la "longitud" de su momento energético sumado a cuatro vectores, lo que permite la ganancia de energía, el nivel atómico/nuclear es mecánico cuántico, no clásico.

En la mecánica cuántica tenemos, además de la conservación del momento energético y del momento angular, la conservación de los números cuánticos, y en esta propuesta particular, es la conservación del número bariónico lo que no permitirá el escenario.

En el mejor/peor de los casos, un núcleo de número atómico A puede tener A nucleones (neutrones/protones) libres.

Además, en la fisión algunos de los fragmentos son estables, de nuevo debido a las reglas de la mecánica cuántica: cómo se organizan los niveles de energía en el potencial nuclear efectivo.

En la fusión, nuevamente se conservan los números bariónicos y nuevamente no se permite que todos los estados estén vinculados debido al potencial nuclear.

Mi segunda pregunta es: ¿La diferencia de masa se manifiesta como, por ejemplo, "los nucleones pesan menos ahora", o como "x número de nucleones han desaparecido".

El exceso de energía aparece como energía cinética de los fragmentos y también puede aparecer como un rayo gamma (fotón) si los números cuánticos de espín lo permiten. De nuevo, no desaparecen los nucleones, se conserva el número bariónico.

Con respecto a la segunda parte de su respuesta, quería saber sobre la diferencia de masa. En un proceso de fisión, los nucleones pueden tener KE, y supongo que eso es lo que llamas "exceso de energía", pero también tienen menos masa. ¿Se trata entonces de un caso de "los nucleones pesan menos"? ¿El número bariónico siempre se conserva? Gracias.
En un proceso de fisión, el núcleo se rompe en fragmentos que contienen los bariones (protones y neutrones en este caso) en estados unidos de la fuerza nuclear. Bound significa que la "energía de enlace" se puede asignar por nucleón tomando la diferencia de la masa sumada de nucleones libres a la masa del núcleo y dividiendo esta diferencia por el número de nucleones. en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_binding_energy . La conservación del número bariónico se conserva absolutamente dentro de las precisiones de nuestro experimento. No se ha visto decaimiento de protones.

Si el uranio sufre fisión, sus productos son demasiado masivos para liberar energía en la fusión. Los átomos deben ser más pequeños que el hierro para liberar energía a través de la fusión.

Acoplando la fisión y la fusión y desaparece toda masa. ¿Por qué no sucede esto?
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