Última actualización: 2026-06-16

Energía de enlace nuclear

La energía de enlace nuclear es la energía que mantiene unido un núcleo atómico. Equivale a la energía que se necesitaría para separar el núcleo en sus protones y neutrones individuales, y procede de un hecho notable: un núcleo ligado pesa algo menos que la suma de sus partes. Esa masa que falta —el defecto de masa— se convierte en energía a través de la $E = mc^2$ de Einstein.

Esta calculadora toma el número de protones $Z$, el número de neutrones $N$ y la masa atómica neutra $M$ (en unidades de masa atómica), y devuelve el defecto de masa, la energía de enlace total y la energía de enlace por nucleón.

Cómo funciona el modelo

Para ensamblar un núcleo a partir de nucleones libres, se libera energía; para volver a separarlo, hay que aportar esa misma energía. La conservación de la energía exige entonces que el núcleo ligado sea más ligero que sus constituyentes por separado en exactamente la energía de enlace dividida por $c^2$.

Las cifras que se emplean aquí usan el convenio de masa atómica: introduces la masa del átomo neutro, no la del núcleo desnudo. La ventaja es que los $Z$ electrones del átomo se cancelan con los electrones ya contabilizados en los $Z$ átomos de hidrógeno empleados para los protones, así que las masas de los electrones desaparecen de la aritmética de forma automática.

Fórmula

El defecto de masa $\Delta m$ se expresa en unidades de masa atómica (u). Una unidad de masa atómica de masa corresponde a unos 931.5 MeV de energía.

Ejemplo resuelto

El helio-4 tiene Z = 2 protones, N = 2 neutrones y una masa atómica neutra de $M = 4.002602\ \text{u}$.

Paso 1 — Defecto de masa:

Paso 2 — Energía de enlace:

Paso 3 — Por nucleón:

La energía de enlace inusualmente alta del helio-4 es la razón de que sea tan estable y de que se emita entero, como partícula alfa, en la desintegración radiactiva.

Energía de enlace por nucleón para algunos núcleos

Relevancia en el mundo real

La curva de energía de enlace por nucleón explica de dónde procede la energía nuclear. Sube de forma pronunciada para los núcleos ligeros, alcanza su máximo cerca del hierro-56 en unos 8.79 MeV por nucleón, y desciende lentamente para los elementos más pesados. Los núcleos ligeros liberan energía fusionándose hacia el máximo, lo que alimenta el Sol y otras estrellas; los núcleos pesados liberan energía dividiéndose hacia él, lo que es la base de la fisión nuclear en reactores y armas. Ambos procesos mueven los nucleones hacia la región más fuertemente unida de la curva.

Limitación: masas idealizadas

El cálculo supone masas de entrada exactas y el convenio de masa atómica. Las masas atómicas tabuladas ya incluyen las energías de enlace de los electrones, que son despreciables comparadas con la energía de enlace nuclear y se ignoran aquí. Para un trabajo preciso con datos nucleares, usa masas atómicas medidas de una evaluación actual; para comprender la física y producir resultados de nivel de libro de texto, la fórmula anterior es suficiente.