핵 결합 에너지 란?
원자의 핵은 중심핵으로, 하나 이상의 양성자로 구성되며, 가장 가벼운 형태의 수소, 중성자 만 예외로합니다. 중성자에 대한 요금은 없지만, 무언가가 핵에서 빠져 나오지 못하게합니다. 또한 핵 내의 모든 양성자는 양전하를 띤다. 그들은 서로를 격퇴하고 핵을 비워야합니다. 어떤 에너지는 이것을 막습니다. 정의에 따르면,이 모든 입자를 핵 안에 유지하는 에너지는 "핵 결합 에너지"입니다. 아인슈타인은 에너지와 물질과 동등한 수학 관계를 발견했습니다 – E = mc 2 , 여기서 E는 에너지, m은 질량, c는 빛의 속도-핵 결합 에너지는 상대적으로 쉽게 계산 될 수 있습니다.
핵 내부의 질량은 두 가지 출처에서 나옵니다. 하나는 각 입자가 분리되거나 전하 또는 중력 상호 작용이없는 경우 각 입자에 포함되는 질량입니다. 두 번째 질량 원은 핵 결합 에너지에 직접 기인 한 증가입니다. 이 두 가지 소스는 방정식 m (t) = m (fp) + m (nbf) 을 발생 시킵니다 . 여기서 "t"는 총계, "fp"는 자유 입자, "nbf"는 핵 결합력을 나타냅니다. 부정적인 에너지와 같은 것은 없기 때문에, 핵 결합 에너지에 기인하는 질량은 양의 핵과 핵의 에너지보다 중성자와 양자의 합보다 커야합니다.
이 형태의 질량을 원래 방정식에 삽입하면 핵의 총 에너지는 E (t) = m (t) c 2 입니다. 이 방정식을 완전히 확장하면 E (t) = (m (fp) + m (nbf) ) c 2가 됩니다. 이것을 곱하면 E (t) = m (fp) c 2 + m (nbf) c 2가 됩니다. 이제 분리 된 개별 입자로 인한 에너지를 빼면이 방정식은 E (t) -E (fp) = ΔE = m (nbf) c 2로 줄어 듭니다 . 여기서 ΔE는 자유 입자보다 높은 에너지 증가입니다. 핵 결합 에너지.
핵분열, 또는 더 작은 원자를 생성하기위한 원자핵의 분열은 각각 고유 한 결합 에너지를 가지며, 발전소의 설계 및 운영에 특히 중요하다. 출발 원자의 결합 에너지에서 차감 된 생성 된 원자의 결합 에너지는 건설적으로 또는 파괴적으로 적용되는 순 수율을 제공한다. 이 원자력의 건설적인 사용에는 전기 생산, 미국의 모든 전력의 거의 5 분의 1, 프랑스에서 사용되는 전력의 3/4 이상이 포함됩니다.