Hvad er kernebindende energi?
Atomets kerne er dens centrale kerne, der består af en eller flere protoner og med undtagelse kun af den letteste form for brint, også neutroner. Der er ingen opladning til et neutron, men noget forhindrer dem i at glide ud af kernen. Derudover er hver proton i kernen positivt ladet; de skal frastøde hinanden og tømme kernen - noget energi forhindrer det også. Per definition er energien, der holder alle disse partikler inden i kernen, den "nukleare bindende energi." Da Einstein opdagede det matematiske forhold, der svarer til 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 for 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 kilde til masse er stigningen, der direkte kan henføres til den nukleare bindende energi. Disse to kilder giver anledning til ligningen m (t) = m (fp) + m (nbf) , hvor "t" står for total, "fp" står for fri partikel og "nbf" står for kernebindende kraft. Da der ikke findes noget som negativ energi, skal massen, der kan tilskrives den nukleare bindingsenergi, være positiv, og energien fra en total kerne, større end summen af dens neutroner og dens protoner.
Når denne form for masse indsættes i den originale ligning, er den samlede energi i en kerne E (t) = m (t) c 2 . Ved at udvide 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 energien, der kan tilskrives isolerede individuelle partikler, trækkes ud, reduceres ligningen til E (t) - E (fp) = ΔE = m (nbf) c 2 , hvor ΔE er stigningen i energi over den for frie partikler - den nukleare bindende energi.
Kernesplosion eller opdeling af atomkernen for at producere mindre atomer, der hver har sin egen bindende energi, er af særlig betydning for konstruktion og drift af kraftværker. Den resulterende atoms bindende energi, trukket fra startatomernes bindingsenergi, giver nettoudbyttet, der enten anvendes konstruktivt eller destruktivt. Konstruktiv anvendelse af denne kernenergi inkluderer produktion af elektricitet, der måler næsten en femtedel af al elektrisk energi i De Forenede Stater og mere end tre fjerdedele af den strøm, der bruges i Frankrig.