Vad är Nuclear Bindande energi?

March 29

Kärnan i en atom är dess centrala kärna, som består av en eller flera protoner och, med undantag endast av de lättaste formen av väte, neutroner samt. Det kostar inget att en neutron, men något håller dem från att glida ut ur kärnan. Dessutom är varje proton i kärnan positivt laddat; de ska stöta bort varandra, tömning kärnan - en del energi förhindrar detta, liksom. Per definition är den energi att hålla alla dessa partiklar i kärnan av "kärnbindningsenergin." Eftersom Einstein upptäckte matematiska relation som likställer det med energi - E = mc 2, där E ​​är energin, m är massan och c är ljusets hastighet - kärnkraftsbindningsenergi kan beräknas med relativ lätthet.

Mass inuti kärnan kommer från två källor. En är massan varje partikel skulle innehålla om den isolerades, fri från kostnad eller gravitations interaktioner. Den andra källan till massan är ökningen direkt hänförliga till kärnbindningsenergi. Dessa två källor ger upphov till ekvationen m (t) = m (fp) + m (NBF), där "t" står för sammanlagt, "fp" står för fri partikel och "NBF" står för kärn bindande. Eftersom det inte finns något sådant som negativ energi, måste massan hänföras till kärnbindningsenergin vara positiv och energin av totalt kärna, som är större än summan av dess neutroner och dess protoner.

Sätta denna form av massan in i den ursprungliga ekvationen, är den totala energin hos en kärna E (t) = m (t) c 2. Utöka denna ekvation fullo ger E (t) = (m (fp) + m (NBF)) c 2. Multiplicera ut detta ger E (t) = m (fp) c 2 + m (NBF) c 2. Nu, om energin hänförlig till isolerade enskilda partiklar subtraheras ut, minskar denna ekvation till E (t) - E (fp) = AE = m (NBF) c 2, där AE är ökningen i energi ovan att av fria partiklar - kärnbindningsenergi.

Kärnklyvning, eller uppdelningen av atomkärnan för att producera mindre atomer, var och en har sin egen bindningsenergi, är av särskild betydelse för utformning och drift av kraftverk. Bindningsenergin av de resulterande atomer, subtraheras från bindningsenergin av utgångs atomer, ger nettoutbytet som antingen appliceras konstruktivt eller destruktivt. Konstruktiva användning av denna kärnenergi inkluderar produktion av el, som mäter nästan en femtedel av all el i USA och mer än tre fjärdedelar av den effekt som används i Frankrike.

  • Ett kärnkraftverk.
  • Kontroll centrum vid ett kärnkraftverk.