Presupuesto energético de la fusión protón-protón (cadena pp)

¿Cuánta energía se libera en la primera reacción nuclear de la cadena pp que produce energía en estrellas de menor masa como el Sol? El valor de 1,44 MeV se da en muchas fuentes, pero no entiendo por qué. la reacción es:

p + p -> 2 H + e + + ν e

La masa del protón es 938,783 Mev, la masa del deuterio 1876,124 MeV, la masa del electrón 0,511 MeV. Así que esperaría la producción de

2 * 938,783 - 1876,124 - 0,511 = 0,931 MeV

Obtengo los 1.44 MeV sin positrón en el lado derecho... En el interior estelar se espera la aniquilación del positrón con un electrón libre. A veces, se dice que teniendo en cuenta la aniquilación da el valor de 1,44 MeV, pero no veo por qué.

La energía producida en la aniquilación debería ser 2 * 0,511 MeV, es decir 1,022 MeV, a esto más 0,931 MeV da 1,862 MeV, no 1,44 MeV.

Respuestas (1)

Esas no son las masas de protones y deuterones; esas son las masas de los átomos de protio y deuterio, lo que significa que incluyen una masa de electrones (y también la pequeña cantidad de energía de enlace entre el núcleo y el electrón, pero eso no es relevante con esta precisión).

El valor CODATA para la masa del protón es 938,272 MeV y el valor NIST para la masa del deuterón es 1875,61 MeV. Tenga en cuenta cómo estos son aproximadamente 1 masa de electrones por debajo de sus valores. Conectando estos en su cálculo da:

2 × 938.272 1875.61 0.511 = 0.423  MeV

Combinando esto con el 2 × 0.511 = 1.022  MeV liberada de la aniquilación de positrones da un total de 1.44  MeV .

La razón por la que su cálculo casi funcionó es la siguiente:

Incluiste una masa de electrones extra dentro de la masa de protones, e incluyeste una masa de electrones extra dentro de la masa de deuterio. Reescribamos tu ecuación con estos incluidos:

2 × ( metro pag + metro mi ) ( metro D + metro mi ) metro mi = 2 metro pag metro D

que es demasiado alto por un electrón-masa debido al electrón adicional incluido con el segundo protón. Cuando agregó otra masa de electrones, ahora tenía dos masas de electrones más que la diferencia en la energía de enlace, que es exactamente la cantidad de energía liberada en la aniquilación de electrones y positrones y, por lo tanto, conduce a la respuesta correcta.

Usé Live Chart of Nuclides ( www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html ), hice clic en 1H y usé la masa atómica (1.0782503224 amu) como la masa del protón. Claramente me equivoqué, ya que esto me da 938.783 MeV....
¿Dónde es posible obtener masas autorizadas de núcleos atómicos (en lugar de átomos con electrones)?