Не противоречит ли возникновение дефекта массы при образовании ядра составляющих его нуклонов закону сохранения массы?

Закон сохранения массы - это частный случай сохранения энергии. На макромасштабах и в химических реакцих он более-менее работает. Когда доходит до ядерных реакций, то надо руководствоваться более общим ЗСЭ и он пока сбоев не дает.

Нет никакого закона сохранения массы. Масса неаддитивна.

Масса преобразуется в энергию.

Нуклоны внутри ядра удерживаются ядерными силами. Их удерживает определенная энергия. Измерить эту энергию напрямую довольно сложно, однако можно сделать это косвенно. Логично предположить, что энергия, требующаяся для разрыва связи нуклонов в ядре, будет равна либо больше той энергии, которая удерживает нуклоны вместе.

cityads.ru
Энергия связи и энергия ядра
Эту приложенную энергию уже легче измерить. Понятно, что эта величина будет очень точно отражать величину энергии, удерживающей нуклоны внутри ядра. Поэтому минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра.

Связь массы и энергии
Мы знаем, что любая энергия связана с массой тела прямо пропорционально. Поэтому естественно, что и энергия связи ядра будет зависеть от массы частиц, составляющих это ядро. Эту зависимость установил Альберт Эйнштейн в 1905 году. Она носит название закона о взаимосвязи массы и энергии. В соответствии с этим законом внутренняя энергия системы частиц или энергия покоя связана прямо пропорционально с массой частиц, составляющих эту систему:

E=mc^2,

где E – энергия, m – масса,
c – скорость света в вакууме.

Эффект дефекта масс
Теперь предположим, что мы разбили ядро атома на составляющие его нуклоны или же забрали некоторое количество нуклонов из ядра. На преодоление ядерных сил мы затратили некоторую энергию, так как совершали работу. В случае же обратного процесса – синтеза ядра, либо же добавления нуклонов к уже существующему ядру, энергия, по закону сохранения, наоборот, выделится. При изменении энергии покоя системы частиц вследствие каких-либо процессов, соответственно, изменяется их масса. Формулы в данном случае будут следующими:

∆m=(∆E_0)/c^2 или ∆E_0=∆mc^2,

где ∆E_0 – изменение энергии покоя системы частиц,
∆m – изменение массы частиц.

Например, в случае слияния нуклонов и образования ядра у нас происходит выделение энергии и уменьшение общей массы нуклонов. Масса и энергия уносятся выделяющимися фотонами. В этом заключается эффект дефекта масс. Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, составляющих это ядро. Численно дефект масс выражается следующим образом:

∆m=(Zm_p+Nm_n )-M_я,

где M_я – масса ядра,
Z – число протонов в ядре,
N – число нейтронов в ядре,
m_p – масса свободного протона,
m_n – масса свободного нейтрона.

Величина ∆m в двух приведенных выше формулах – это величина, на которую меняется суммарная масса частиц ядра при изменении его энергии вследствие разрыва или синтеза. В случае синтеза эта величина будет являться дефектом масс.

Существование дефекта масс подтверждено самыми разнообразными и многочисленными экспериментами.

Смысл закона о сохранении энергии определил еще Ломоносов. Ничто из ничего образоваться не может и ничто не может бесследно исчезнуть. Дефект массы касается внутриядерных сил и смысл его вот в чем: когда ядро атома, скажем урана или плутония, поглотив нейтрон, делится на два осколка, то сумма масс этих осколков меньше массы ядра которое разделилось. Разница масс переходит из состояния вещества в состояние энергии. Этот принцип реализован в атомной бомбе и поэтому столько энергии выделяется при её взрыве. Этот же принцип действует и при слиянии двух ядер - масса вновь образованного ядра меньше чем сумма масс двух ядер образовавших его. Это принцип действия водородной бомбы.