Cos'è l'energia di legame nucleare?
Il nucleo di un atomo è il suo nucleo centrale, che è costituito da uno o più protoni e, con l'eccezione solo della forma più leggera di idrogeno, anche neutroni.Non c'è carica per un neutrone, ma qualcosa impedisce loro di scivolare fuori dal nucleo.Inoltre, ogni protone all'interno del nucleo è caricato positivamente;Dovrebbero respingersi a vicenda, svuotando il nucleo mdash;Un po 'di energia impedisce anche questo.Per definizione, l'energia che mantiene tutte queste particelle all'interno del nucleo è l '"energia di legame nucleare".Da quando Einstein ha scoperto la relazione matematica che equivale alla materia con Energy Mdash;E ' MC 2 , dove E è l'energia, M è la massa e C è la velocità della luce mdash;L'energia di legame nucleare può essere calcolata con relativa facilità. La massa all'interno del nucleo proviene da due fonti.Uno è la massa che ogni particella conterrebbe se fosse isolata, libera dalla carica o dalle interazioni gravitazionali.La seconda fonte di massa è l'aumento direttamente attribuibile all'energia di legame nucleare.Queste due fonti danno origine all'equazione M
(T)' M (FP) #43;M (NBF) , dove "T" sta per totale, "FP" sta per particelle libere e "NBF" rappresenta la forza di legame nucleare.Poiché non esiste un'energia negativa, la massa attribuibile all'energia di legame nucleare deve essere positiva e l'energia di un nucleo totale, maggiore della somma dei suoi neutroni e dei suoi protoni. Inserimento di questa forma della massaEquazione originale, l'energia totale di un nucleo è E (T) ' M
(T)C 2 .L'ampliamento di questa equazione per intero fornisce E (T) ' (M (FP) #43; M (NBF) ) C 2 .Moltiplicando questo dà e (t) ' m (fp) c 2 #43;M (NBF) C 2 .Ora, se l'energia attribuibile alle singole particelle isolate viene sottratta, tale equazione si riduce a E (t) #45;E (fp) ' delta; e ' m (nbf) c 2 , dove delta; e è l'aumento di energia al di sopra di quello di particelle libere mdash;L'energia di legame nucleare. Fissione nucleare o la scissione del nucleo atomico per produrre atomi più piccoli, ognuno dei quali ha la propria energia vincolante, è di particolare importanza per la progettazione e il funzionamento delle centrali elettriche.L'energia di legame degli atomi risultanti, sottratta dall'energia di legame degli atomi di partenza, fornisce la resa netta che viene applicata in modo costruttivo o distruttivo.Gli usi costruttivi di questa energia nucleare includono la produzione di elettricità, misurando quasi un quinto di tutta l'energia elettrica negli Stati Uniti e più di tre quarti dell'energia utilizzata in Francia.