Co to jest energia wiązania jądrowego?
Jądro atomu jest jego centralnym rdzeniem, który składa się z jednego lub więcej protonów i, z wyjątkiem tylko najlżejszej postaci wodoru, również neutronów.Neutron nie ma opłat, ale coś powstrzymuje ich z wyślizgnięcia się z jądra.Ponadto każdy proton w jądrze jest dodatnio naładowany;Powinny się odstraszać, opróżniając jądro i mdash;Pewna energia również to zapobiega.Z definicji energia utrzymująca wszystkie te cząsteczki w jądrze jest „energia wiązania jądrowego”.Ponieważ Einstein odkrył związek matematyczny, który utożsamia materię z energią i mdash;E ' MC 2 , gdzie E jest energią, M jest masą, a C jest prędkością światła mdash;Energia wiązania jądrowego można obliczyć ze względną łatwością.
Masa w jądrze pochodzi z dwóch źródeł.Jedna z nich jest masa, jaką każda cząstka zawierałaby, gdyby była izolowana, swobodnie od interakcji ładowania lub grawitacji.Drugim źródłem masy jest wzrost bezpośrednio przypisywany energii wiązania jądrowego.Te dwa źródła powodują powstanie równania m (t) ' m (fp) #43;M (NBF) , gdzie „T” oznacza całkowitą, „FP” oznacza wolną cząsteczkę, a „NBF” oznacza siłę wiązania jądrowego.Ponieważ nie ma czegoś takiego jak energia ujemna, masa przypisywana energii wiązania jądrowego musi być dodatnia, a energia całkowitego jądra, większa niż suma jego neutronów i protonów.
Wstawienie tej formy masy do masy do masy do masy do masy do masy do masyOryginalne równanie, całkowita energia jądra wynosi E (t) ' M (t) C 2 .Rozszerzenie tego równania w pełnym daje e (t) ' (m (fp) #43; m (nbf) ) c 2 .Pomnożenie tego daje e (t) ' m (fp) c 2 #43;M (NBF) C 2 .Teraz, jeśli energia przypisywana izolowanym pojedynczym cząsteczkom jest odjęta, równanie to zmniejsza się do e (t) #45;E (fp) ' delta; e ' m (nbf) c 2 , gdzie delta; e jest wzrostem energii powyżej energii wolnych cząstek i mdash;Energia wiązania jądrowego.
Rozszczepienie jądrowe lub podział jądra atomowego w celu wytworzenia mniejszych atomów, z których każdy ma swoją własną energię wiązania, ma szczególne znaczenie dla projektowania i obsługi elektrowni.Energia wiązania powstałych atomów, odejmowana od energii wiązania atomów początkowych, daje wydajność netto, która jest stosowana konstruktywnie lub destrukcyjnie.Konstruktywne zastosowania tej energii jądrowej obejmują wytwarzanie energii elektrycznej, mierzące prawie jedną piątą całej energii elektrycznej w Stanach Zjednoczonych i ponad trzy czwarte mocy używanej we Francji.