Hvorfor frigøres en stor mængde energi, når kerner forstyrres af nukleare reaktioner?

1. Den stærke atomkraft:

* holder det sammen: Den stærke atomkraft er den stærkeste grundlæggende kraft i universet. Det er ansvarligt for bindingsprotoner og neutroner sammen i kernen i et atom, hvilket overvinder den elektrostatiske frastødning mellem positivt ladede protoner.

* kort rækkevidde: Denne styrke har en meget kort rækkevidde, der effektivt kun arbejder inden for kernen.

2. Bindende energi:

* Energy of the Bond: Bindende energi er den energi, der kræves for at bryde kernen i hinanden i sine individuelle protoner og neutroner. Det er et mål for styrken af ​​atomkraften, der holder kernen sammen.

* Massedefekt: Den bindende energi er også relateret til et fænomen kaldet "massedefekt." Den samlede masse af kernen er lidt mindre end summen af ​​masserne af dens individuelle protoner og neutroner. Denne "manglende" masse omdannes til bindende energi ifølge Einsteins berømte ligning, E =MC².

3. Nukleare reaktioner og energiudgivelse:

* Omarrangering af den stærke kraft: Atomreaktioner involverer omarrangering af protoner og neutroner i kernen. Denne omarrangement kan enten styrke eller svækket Den stærke atomkraft.

* Energifrigivelse i fission: Ved nuklear fission er en tung kerne opdelt i lettere kerner. De lettere kerner har en højere bindende energi pr. Nukleon (proton eller neutron) end den originale tunge kerne. Dette betyder, at den stærke kraft er stærkere i de lettere kerner, hvilket resulterer i en nettofrigivelse af energi .

* Energifrigivelse i fusion: Ved nuklear fusion kombineres to lette kerner for at danne en tungere kerne. Den tungere kerne har også en højere bindende energi pr. Nukleon, hvilket igen fører til en nettofrigivelse af energi .

Kortfattet:

Den enorme energi frigivet i nukleare reaktioner er en konsekvens af den kraftige stærke atomkraft og ændringerne i bindingsenergi, der opstår, når arrangementet af protoner og neutroner i kernen ændres. Denne proces kan udnyttes til både destruktive (atomvåben) og gavnlige (atomkraft) formål.