Kas ir saistošā enerģija?

Kodolsaišu enerģiju var novērot, izmērot atoma masu, kas ir mazāka par tā sastāvdaļu masu summu. Tas ir tāpēc, ka daļa kodoldaļiņu masas tiek pārvērsta enerģijā saskaņā ar vienādojumu E=mc2. Trūkstošā masa ir saistīšanas enerģijas avots. Mazākajiem atomiem ir viszemākā kodolenerģijas saistīšanās enerģija. Tam ir tendence palielināties līdz ar atomu skaitu līdz dzelzs, kurai ir vislielākā saistīšanas enerģija; lielāki atomi ir nestabilāki.

Kodolus veido protoni un neitroni. Līdzīgi lādiņi atgrūž. Protoni ir pozitīvi uzlādēti, un neitrāli neitroni nenodrošina līdzsvarojošu negatīvu lādiņu. Kodola saitēm jābūt pietiekami spēcīgām, lai pārvarētu protonu pozitīvo lādiņu atgrūdošos spēkus. Līdz ar to šajās saitēs tiek uzkrāts liels enerģijas daudzums.

Kodola skaldīšanas un saplūšanas procesi ir atkarīgi no kodolenerģijas izdalīšanās. Kodolsintēšanā deitērijs, ūdeņraža atoms ar vienu neitronu, un tritijs, ūdeņraža atoms ar diviem neitroniem, savienojas, veidojot hēlija atomu un rezerves neitronu. Reakcija atbrīvo enerģiju, kas vienāda ar starpību starp saistīšanas enerģiju pirms un pēc saplūšanas. Sadalīšanās laikā liels atoms, tāpat kā urāns, sadalās mazākos atomos. Sadalīšanās kodols atbrīvo neitronu starojumu un lielu enerģijas daudzumu, ko izraisa mainīgo kodolsaišu stiprums jaunajos atomos.

Elektrona jonizācijas enerģija mainās atkarībā no atoma veida, no kura tas tiek atdalīts, un elektronu skaita, kas iepriekš ir izņemti no šī atoma. Ārējo elektronu noņemšanai ir nepieciešams mazāk enerģijas nekā iekšējo elektronu noņemšanai, un ir nepieciešams vairāk enerģijas, lai sadalītu pāri, nevis lai noņemtu vientuļo elektronu. Jonizācijas enerģijas atšķirības ir iemesls tam, ka dažas konfigurācijas ir stabilākas nekā citas: jo augstāka ir nākamā jonizācijas enerģija, jo stabilāks ir atoma stāvoklis. Dabā dominē stabili savienojumi; jonizācijas enerģijas burtiski veido pasauli.