Hva er atombindende energi?

Kjernen til et atom er dens sentrale kjerne, som består av en eller flere protoner og, med unntak av bare den letteste formen for hydrogen, nøytroner også. Det er ingen ladning for et nøytron, men noe hindrer dem i å gli ut av kjernen. I tillegg er hvert proton i kjernen positivt ladet; De bør avvise hverandre og tømme kjernen - noe energi forhindrer også dette. Per definisjon er energien som holder alle disse partiklene i kjernen den "kjernefysiske bindingsenergien." Siden Einstein oppdaget det matematiske forholdet som tilsvarer materie med energi - E = MC ^{2 , hvor E er energien, er m massen og C er lysets hastighet - den kjernefysiske bindingsenergien kan beregnes med relativt letthet.}

masse i kjernen kommer fra to kilder. Den ene er massen hver partikkel vil inneholde hvis den ble isolert, fri for ladning eller gravitasjonsinteraksjoner. Den andre massekilden er økningen direkte påTributable for den kjernefysiske bindingsenergien. Disse to kildene gir opphav til ligningen M (t) = m (fp) + m (nbf) , der "t" står for total, "FP" står for fri partikkel og "NBF" står for kjernebindingskraft. Siden det ikke er noe som heter negativ energi, må massen som kan henføres til den nukleære bindingsenergien være positiv og energien til en total kjerne, større enn summen av dens nøytroner og dens protoner.

Sett inn denne formen av massen i den opprinnelige ligningen, er den totale energien til en kjerne E _{(t) = m (t) c ^{2 . Å utvide denne ligningen i sin helhet gir e (t) = (m (fp) + m (nbf) ) c 2 . Å multiplisere dette gir e (t) = m (fp) c 2 + m (nbf) c 2 . Nå, hvis energien som kan tilskrives isolerte individuelle partikler blir trukket ut,Denne ligningen reduserer til e (t) - e (fp) = ΔE = m (nbf) c 2 , hvor ΔE er økningen i energi over den frie partikler - den kjernefysiske bindingsenergien.}}

Nukleær fisjon, eller splitting av atomkjernen for å produsere mindre atomer, som hver har sin egen bindende energi, er av særlig betydning for utformingen og driften av kraftverk. Den bindende energien til de resulterende atomer, trukket fra bindingsenergien til startatomene, gir nettoutbyttet som enten brukes konstruktivt eller ødeleggende. Konstruktiv bruk av denne kjernefysiske energien inkluderer produksjon av elektrisitet, og måler nesten en femtedel av all elektrisk kraft i USA og mer enn tre fjerdedeler av kraften som ble brukt i Frankrike.