Hvad er nuklearbindende energi?
Kernen i et atom er dens centrale kerne, der består af en eller flere protoner og med undtagelse af den letteste form for brint, også neutroner. Der er ingen gebyr for en neutron, men alligevel forhindrer noget dem i at glide ud af kernen. Derudover er hver proton inden for kernen positivt ladet; De skulle afvise hinanden og tømme kernen - nogle energi forhindrer også dette. Per definition er energien, der holder alle disse partikler i kernen, den "nukleare bindingsenergi." Da Einstein opdagede det matematiske forhold, der sidestilles med stof med energi - E = MC 2 , hvor E er energien, er M massen, og C er lysets hastighed - den nukleare bindingsenergi kan beregnes med relativ lethed.
masse inden i kernen kommer fra to kilder. Den ene er den masse, som hver partikel ville indeholde, hvis den var isoleret, fri for ladning eller gravitationsinteraktioner. Den anden massekilde er stigningen direkte vedsidelerbar til den nukleare bindingsenergi. Disse to kilder giver anledning til ligningen m (t) = m (fp) + m (nbf) , hvor “t” står for total, “fp” står for gratis partikel og “nbf” står for atombindingskraft. Da der ikke er sådan noget som negativ energi, skal den masse, der kan henføres til den nukleare bindingsenergi, være positiv og energien fra en total kerne, større end summen af dens neutroner og dens protoner.
Indsættelse af denne form for massen i den originale ligning er den samlede energi af en kerne e (t) = m (t) c 2 . Udvidelse af denne ligning fuldt ud giver e (t) = (m (fp) + m (nbf) ) c 2 . At multiplicere dette giver e (t) = m (fp) c 2 + m (nbf) c 2 . Hvis den energi, der kan henføres til isolerede individuelle partikler, trækkes ud, trækkes ud,Denne ligning reduceres til e (t) - e (fp) = ΔE = m (nbf) c 2 , hvor ΔE er stigningen i energi over frie partikler - den nukleare bindingsenergi.
Nuklear fission eller opdeling af atomkernen til at producere mindre atomer, som hver har sin egen bindingsenergi, er af særlig betydning for design og drift af kraftværker. De resulterende atomer, der er bindende, subtraheret fra den bindende energi fra de startatomer, giver nettotenet, der enten påføres konstruktivt eller destruktivt. Konstruktive anvendelser af denne atomenergi inkluderer produktion af elektricitet, der måler næsten en femtedel af al elektrisk strøm i USA og mere end tre fjerdedele af den magt, der blev brugt i Frankrig.