في الفيزياء النووية تعرف قوة الارتباط بأنها الطاقة التي تتحرر عندما يأتي نوكليون إلى النواة ويلتحم فيها. وتكون تلك الطاقة طبقا لتكافؤ الكتلة والطاقة : E=mc^2 مصحوبة بنقص في الكتلة الكلية ، يسمى نقص الكتلة.
أي أنه على سبيل المثال : تتكون نواة الهيليوم من بروتونين و نيوترونين ، فيكون عددها الذري 4 . هذ الوزن يكون فعليا "أقل قليلا " من 4 u للنواة المترابطة عن أوزان الأربعة جسيمات منفردة . يرجع نقص الكتلة هذا إلى ترابط الجسيمات بعضها البعض ، حيث u وحدة كتل ذرية.
يتسبب جزء من قوى التآثر القوي في ربط مكونات نواة الذرة من بروتونات ونيوترونات (نوكليونات) مع بعضها البعض . وتعمل ضدها قوة التنافر التي تسببها الشحنات الموجبة للبروتونات طبقا لقانون كولوم فتضعف قوي التجاذب قليلا.
تبين بالبحث العلمي أن البروتون و النيوترون كل منهما مركب من ثلاثة كواركات مختلفة ، وهي جسيمات أولية تفترضها النظرية ، وتربطها قوى التآثر القوي وهي أقوى قوة رابطة نعرفها من ضمن أربعة قوى أساسية تتحكم في الطبيعة ، وهي تآثر ضعيف و تآثر كهرومغناطيسي و الجاذبية بالإضافة إلى التآثر القوي.
يبين الشكل تغير متوسط قوة الارتباط لكل نيوكليون في النواة بتغير الكتلة الذرية للعناصر . نجد من بينها أن طاقة الارتباط كبيرة في الهيليوم-4 وهو أشد الأنوية الذرية تماسكا ، وتعرف أيضا بأنها جسيمات ألفا التي تتكون من بروتونين ونيوترونين . بعده تقل قوة الارتباط نسبيا بنشأة الليثيوم-6 ، ثم تزيد حتى تصل إلى قمة ثانية تمثل طاقة ارتباط نواة الكربون-12 ، وتهبط قليلا بزيادة العدد الذري ثم تزيد حتى تصل إلى نهاية عظمى ثالثة في الأكسجين-16 . و بعدها تتغير طاقة الارتباط لكل نوكليون في النواة الذرية تغيرا طفيفا حتى نصل إلى أثقل العناصر اليورانيوم. أي أن رابطة البروتون في نواة الهليوم أقوى كثيرا من رابطته في نواة أي عنصر آخر بما فيها اليورانيوم-235 الذي تصنع منه القنبلة الذرية
الأربعاء سبتمبر 18, 2013 3:21 pm