Kas ir kodolenerģijas saistīšanas enerģija?

Masa kodolā nāk no diviem avotiem. Viens no tiem ir masa, ko katra daļiņa saturētu, ja tā būtu izolēta, bez lādiņa vai gravitācijas mijiedarbības. Otrs masas avots ir pieaugums, kas ir tieši attiecināms uz kodolenerģiju. Šie divi avoti rada vienādojumu m(t) = m(fp) + m(nbf), kur “t” apzīmē kopējo, “fp” apzīmē brīvo daļiņu un “nbf” apzīmē kodola saistīšanas spēku. Tā kā nav tādas lietas kā negatīva enerģija, masai, kas attiecināma uz kodola saistīšanas enerģiju, ir jābūt pozitīvai, un kopējā kodola enerģijai jābūt lielākai par tā neitronu un protonu summu.

Ievietojot šo masas formu sākotnējā vienādojumā, kodola kopējā enerģija ir E(t) = m(t)c2. Paplašinot šo vienādojumu pilnībā, iegūst E(t) = (m(fp) + m(nbf))c2. Reizinot to, iegūst E(t) = m(fp)c2 + m(nbf)c2. Tagad, ja tiek atņemta enerģija, kas attiecināma uz izolētām atsevišķām daļiņām, šis vienādojums samazinās līdz E(t) – E(fp) = ΔE = m(nbf)c2, kur ΔE ir enerģijas pieaugums virs brīvo daļiņu enerģijas. kodolenerģija.

Kodola dalīšanās jeb atoma kodola sadalīšana, lai iegūtu mazākus atomus, kuriem katram ir sava saistošā enerģija, ir īpaši svarīga spēkstaciju projektēšanā un darbībā. Iegūto atomu saistīšanas enerģija, kas atņemta no sākuma atomu saistīšanas enerģijas, dod tīro iznākumu, kas tiek izmantots konstruktīvi vai destruktīvi. Konstruktīvi šīs kodolenerģijas izmantošanas veidi ietver elektroenerģijas ražošanu, mērot gandrīz piekto daļu no visas elektroenerģijas Amerikas Savienotajās Valstīs un vairāk nekā trīs ceturtdaļas no Francijā izmantotās enerģijas.