Energía de enlace convertida en energía cinética/pérdida de masa

Mi pregunta particular es sobre la fisión nuclear, pero también se aplica a otros procesos nucleares.

Entiendo que en la fisión nuclear, los núcleos de dos fragmentos tienen una energía de enlace más alta por nucleón y, por lo tanto, la energía de enlace de los productos es mayor que la de los reactivos. También entiendo que el aumento de la energía de enlace significa que los nucleones pierden energía, y esta pérdida de energía a su vez provoca la reducción de la masa, es decir, la masa de los productos < masa de los reactivos.

Sin embargo, múltiples fuentes afirman que esta energía liberada en el proceso de fisión se convierte en energía cinética de los productos (de los núcleos de los dos fragmentos y los neutrones).

Si este es el caso, entonces seguramente un aumento en la energía cinética causa a su vez un aumento en la masa de los productos, por lo que si toda la energía de enlace se convierte en energía cinética, entonces no debería haber pérdida de masa.

La única explicación que se me ocurre es que no toda la energía de enlace se convierte en energía cinética de los productos, y que parte simplemente se libera (¿tal vez como fotones?), lo que significa que habrá una reducción neta en la masa.

De cualquier manera, no entiendo por qué mi libro de texto establece que el aumento de la energía de enlace = diferencia de masa * c ^ 2, si los productos obtienen energía cinética de esta energía de enlace.

¡Cualquier ayuda es muy apreciada!

"[...]entonces seguramente un aumento en la energía cinética causa a su vez un aumento en la masa de los productos[...]" - ¿por qué? La energía cinética no contribuye a la masa en reposo de un sistema, que es a lo que generalmente nos referimos cuando decimos "masa".
@ACuriousMind Está bien. ¿Podrías ver si estoy entendiendo esto correctamente? Cuando se forma un núcleo y los nucleones pierden energía potencial nuclear, esto hace que la masa del núcleo sea menor que la masa de los constituyentes separados. Cuando se produce la fisión, la energía de enlace total aumenta, por lo que la masa RESTO de los productos disminuye en una cantidad (cambio en la energía de enlace)/c^2. Luego, los productos adquieren una energía cinética igual al cambio en la energía de enlace. Esto aumenta su masa relativista en una cantidad = energía de enlace/c^2, pero su masa en reposo no cambia ..................
........... De modo que ahora la masa relativista de los productos = masa restante de los reactivos, pero la masa restante de los productos es menor que los reactivos.

Respuestas (1)

En general, si los núcleos de los fragmentos y las partículas alfa se mueven a velocidades mucho menores que la velocidad de la luz, por lo que los efectos relativistas no se manifiestan.

Algunas partículas beta pueden moverse cerca de la velocidad de la luz y los experimentos de Kaufmann-Bucherer-Neumann fueron los primeros en investigar el aumento en la masa aparente de las partículas beta que se mueven muy rápido.
De hecho, midieron la relación carga/masa y descubrieron que la carga específica de las partículas beta disminuía a medida que aumentaba la velocidad de las partículas beta, como se muestra en el siguiente gráfico.

ingrese la descripción de la imagen aquí

La cantidad de energía asociada con este cambio en la partícula beta es mucho menor que la energía de enlace liberada en la desintegración.

Entonces, ¿estaría en lo correcto al decir que la masa restante de los productos es menor que los reactivos en una cantidad = diferencia de energía de enlace / c ^ 2? Esta energía de enlace se libera como energía cinética de los productos. Por lo tanto, la masa relativista aumenta en una cantidad igual a la energía cinética/c^2. Entonces, por lo tanto, la masa restante de productos < reactivos, pero la masa relativista de productos = masa restante de reactivos.
masa de reactivos = masa de productos calientes. masa de productos calientes - masa de productos fríos = masa defecto. Verá, si hay más de una partícula, no está muy mal decir que hay cierta cantidad de algún tipo de gas, que tiene cierta temperatura.
"De hecho, midieron la relación carga-masa y descubrieron que la carga específica de las partículas beta disminuía a medida que aumentaba la velocidad de las partículas beta". Si bien esa es la forma histórica en que se describió la idea, creo que decir la relación entre la cinética la energía y el momento desviados del valor newtoniano tiene la ventaja de ser correcto en cualquier marco relativista, mientras que el histórico depende de que usted use "masa" para referirse a γ metro .
@dmckee La primera oración del artículo de Wikipedia es "Los experimentos de KBN midieron la dependencia de la masa de inercia (o impulso) de un objeto en su velocidad". ¿Es correcta la referencia a la masa inercial?
@dmckee Con su permiso, me gustaría incorporar su comentario en mi respuesta.
"¿Es correcta la referencia a la masa inercial?" Sí de forma específica y no en general. Una partícula en movimiento relativo a velocidad v se medirá para tener inercia γ ( v ) metro si la fuerza se aplica transversalmente a la dirección del movimiento relativo (como es el caso de las fuerzas de Lorentz), entonces es correcto en este caso. Pero si aplicara una fuerza a lo largo de la dirección del movimiento relativo, mediría una inercia de γ 3 metro , por lo que tratar o nombrar la "masa relativista" como la inercia de la partícula generalmente no es correcto. (Busque "masa transversal" versus "masa longitudinal".)
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