द्रव्यमान क्षति

Mass defect

द्रव्यमान क्षति परमाणु भौतिकी में एक मौलिक अवधारणा है जो परमाणु नाभिक के वास्तविक द्रव्यमान और उसके व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग के बीच अंतर का प्रतिनिधित्व करता है। यह बंधनकारी ऊर्जा से जुड़ा है जो नाभिक को एक साथ रखती है। परमाणु प्रतिक्रियाओं और परमाणु विखंडन और संलयन जैसी प्रक्रियाओं में ऊर्जा रिलीज को समझने के लिए द्रव्यमान क्षति महत्वपूर्ण है।

मूल अवधारणा

   आइंस्टीन के द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता सिद्धांत ($E=m\cdot c^{2},$) के अनुसार, द्रव्यमान और ऊर्जा विनिमेय हैं।

   परमाणु नाभिक में, नाभिक का कुल द्रव्यमान उसके व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग से कम होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) को एक साथ बांधने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

   द्रव्यमान क्षति नाभिक की बंधन ऊर्जा से संबंधित है, जैसा कि आइंस्टीन के समीकरण द्वारा वर्णित है।

गणितीय समीकरण

द्रव्यमान क्षति ($\Delta m$) की गणना समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

$\Delta m=Z\cdot m_{p}+(A-Z)\cdot m_{n}-M,$

जहाँ:

   $\Delta m$ द्रव्यमान क्षति है।

   $Z$ नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या (परमाणु संख्या) है।

   $m_{p}$एक प्रोटॉन का द्रव्यमान है।

   $A$ द्रव्यमान संख्या है, जो न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन न्यूट्रॉन) की कुल संख्या का प्रतिनिधित्व करती है।

   $m_{n}$न्यूट्रॉन का द्रव्यमान है।

   $M$ नाभिक का वास्तविक द्रव्यमान है।

वास्तविक द्रव्यमान ($M$) को मापा जा सकता है, और प्रोटॉन और न्यूट्रॉन ($m_{p}$ और $m_{n}$) के व्यक्तिगत द्रव्यमान स्थिरांक हैं। समीकरण के दाईं ओर और $M$ के बीच का अंतर नाभिक की बंधन ऊर्जा को दर्शाता है।

ऊर्जा में परिवर्तन

प्रायः परमाणु द्रव्यमान क्षति परमाणु बंधन ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है, जो नाभिक को उसके घटक न्यूक्लियंस में अलग करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा है। यह रूपांतरण द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता के साथ किया जाता है: $E=\Delta mc^{2},$। हालाँकि इसे परमाणुओं के प्रति मोल ऊर्जा या प्रति न्यूक्लियॉन ऊर्जा के रूप में व्यक्त किया जाना चाहिए

प्रमुख बिंदु

•    द्रव्यमान क्षति किसी नाभिक के वास्तविक द्रव्यमान और उसके प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग के बीच का अंतर है।
•    यह बंधनकारी ऊर्जा से जुड़ा है जो नाभिक को एक साथ रखती है।
•    परमाणु प्रतिक्रियाओं और परमाणु प्रक्रियाओं में ऊर्जा रिलीज को समझने के लिए द्रव्यमान क्षति आवश्यक है।

संक्षेप में

द्रव्यमान क्षति परमाणु भौतिकी में एक मौलिक अवधारणा है, जो परमाणु नाभिक और उसके व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के योग के बीच द्रव्यमान में अंतर को समझाती है। यह नाभिक को स्थिर करने वाली बंधन ऊर्जा से निकटता से संबंधित है।