Vetenskap

Kärnans bindningsenergi — Massdefekt till energi

Den starka kärnkraften har kort räckvidd, så en nukleon växelverkar främst starkt med sina närmaste grannar. Detta bidrar till att bindningsenergin per nukleon inte växer obegränsat med kärnans storlek. Protonernas elektriska repulsion blir däremot allt viktigare i stora kärnor.

Massdefekt till energi

Den starka kärnkraften har kort räckvidd, så en nukleon växelverkar främst starkt med sina närmaste grannar. Detta bidrar till att bindningsenergin per nukleon inte växer obegränsat med kärnans storlek. Protonernas elektriska repulsion blir däremot allt viktigare i stora kärnor.

Bindningsenergi per nukleon

I en kärnreaktion jämförs den totala vilomassan före och efter. Om produkterna har lägre massa är Q-värdet positivt och energi frigörs. Den kan dyka upp som kinetisk energi hos partiklar eller som gammastrålning.

Varför större B inte alltid betyder stabilare mot allt

Protonen har laddningen +e, elektronen −e och neutronen ingen nettoladdning. Om antalet protoner ändras får man ett annat grundämne. Om antalet neutroner ändras får man en isotop av samma grundämne. Om endast antalet elektroner ändras får man en jon, utan att kärnans identitet ändras.

Kärnkrafter och mättnad

En atom består av en mycket liten positivt laddad kärna med protoner och neutroner, omgiven av elektroner som beskrivs kvantmekaniskt. Atomnumret Z är antalet protoner och bestämmer vilket grundämne atomen tillhör. I en neutral atom är antalet elektroner också Z, medan masstalet A är summan av protoner och neutroner.

Kärnans bindningsenergiE_b = Δmc²

Massdefekt till energi

Varför kan fusion av lätta kärnor och fission av mycket tunga kärnor båda frigöra energi?

I en kärnreaktion jämförs den totala vilomassan före och efter. Om produkterna har lägre massa är Q-värdet positivt och energi frigörs. Den kan dyka upp som kinetisk energi hos partiklar eller som gammastrålning.