พลังงานที่มีผลผูกพันคืออะไร?

พลังงานที่มีผลผูกพันคือพลังงานที่จำเป็นในการกำจัดอนุภาคออกจากอะตอมแต่ละส่วนของอะตอมมีพลังงานที่มีผลผูกพัน แต่คำมักจะใช้เพื่ออ้างถึงพลังงานที่จำเป็นในการแยกนิวเคลียสของอะตอมพลังงานนี้เป็นส่วนสำคัญในการอภิปรายของฟิชชันนิวเคลียร์และฟิวชั่นพลังงานที่มีผลผูกพันอิเล็กตรอนมักเรียกว่าพลังงานไอออนไนซ์

พลังงานในพันธบัตรนิวเคลียร์อาจสังเกตได้โดยการวัดมวลอะตอมซึ่งน้อยกว่าผลรวมของมวลส่วนประกอบนี่เป็นเพราะมวลของอนุภาคนิวเคลียร์บางส่วนถูกแปลงเป็นพลังงานตามสมการ E ' MC ² มวลที่หายไปคือแหล่งที่มาของพลังงานที่มีผลผูกพันอะตอมที่เล็กที่สุดมีพลังงานที่มีผลผูกพันนิวเคลียร์ต่ำสุดมันมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นด้วยจำนวนอะตอมถึงเหล็กซึ่งมีพลังงานที่มีผลผูกพันสูงสุดอะตอมขนาดใหญ่ไม่เสถียรมากขึ้น

นิวเคลียสทำจากโปรตอนและนิวตรอนค่าใช้จ่ายที่คล้ายกันขับไล่โปรตอนมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางไม่มีประจุลบพันธบัตรของนิวเคลียสจะต้องแข็งแกร่งพอที่จะเอาชนะกองกำลังขับไล่ของค่าใช้จ่ายเชิงบวกต่อโปรตอนดังนั้นจึงมีพลังงานจำนวนมากที่เก็บไว้ในพันธบัตรเหล่านั้น

กระบวนการของฟิชชันนิวเคลียร์และฟิวชั่นขึ้นอยู่กับการปลดปล่อยพลังงานที่มีผลผูกพันนิวเคลียร์ในฟิวชั่นดิวเทอเรียมอะตอมไฮโดรเจนที่มีนิวตรอนหนึ่งตัวและไอโซโทปอะตอมไฮโดรเจนที่มีนิวตรอนสองตัวยึดติดกับอะตอมฮีเลียมและนิวตรอนสำรองปฏิกิริยาจะปล่อยพลังงานเท่ากับความแตกต่างระหว่างพลังงานที่มีผลผูกพันก่อนและหลังฟิวชั่นในฟิชชันอะตอมขนาดใหญ่เช่นยูเรเนียมจะแยกออกเป็นอะตอมขนาดเล็กนิวเคลียสที่สลายตัวจะปล่อยรังสีนิวตรอนและพลังงานจำนวนมากจากความแข็งแรงที่เปลี่ยนแปลงของพันธะนิวเคลียร์ในอะตอมใหม่

พลังงานไอออไนเซชันของอิเล็กตรอนแตกต่างกันไปตามประเภทของอะตอมที่มันถูกแยกออกและจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกลบออกจากอะตอมนั้นมาก่อนการถอดอิเล็กตรอนด้านนอกต้องใช้พลังงานน้อยกว่าการกำจัดสิ่งที่อยู่ภายในและจำเป็นต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการแยกคู่มากกว่าที่จะลบอิเล็กตรอนโดดเดี่ยวความแตกต่างของพลังงานไอออไนเซชันคือเหตุผลที่การกำหนดค่าบางอย่างมีความเสถียรมากกว่าคนอื่น ๆ : ยิ่งพลังงานไอออนไนซ์ต่อไปสูงขึ้นเท่าใดก็ยิ่งมีความเสถียรมากขึ้นสารประกอบที่มีเสถียรภาพครองในธรรมชาติพลังงานไอออไนเซชันทำให้โลกมีรูปร่างที่แท้จริง