Nükleer enerji Nükleer bağlanma

https://twitter.com/kanaryamfenerli _/\/\____________/\/\_____________ KANARYAM █▓▒░▒▓█ FENERLİ ¯¯¯¯¯¯\/\/¯¯¯¯¯¯¯¯¯\/\/¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein'a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir. Bununla beraber, kütle-enerji denklemi, tepkimenin nasıl oluştuğunu açıklamaz, bunu daha doğru olarak nükleer kuvvetler yapar. Nükleer enerjiyi zorlanmış olarak ortaya çıkarmak ve diğer enerji tiplerine dönüştürmek için nükleer reaktörler kullanılır. Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur: Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu. Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması. Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir. Ağır radyoaktif maddelerin,dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara parçalanması olayına fisyon,hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları meydana getirdiği nükleer tepkimelere ise füzyon tepkimesi denir. Füzyon tepkimeleriyle fisyon tepkimelerinden daha fazla enerji elde edilir. Güneş patlamaları füzyon'a, nükleer santrallerde kullanılan tepkimeler, atom bombası teknolojisi gibi faaliyetler de fisyona örnek olarak gösterilebilir. Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan radyoaktif ışınların fark edilmesi ile keşfedilmiştir. Nükleer Enerjinin Elde Edilmesi Bir nükleer santral kurmak için zenginleştirilmiş uranyuma ihtiyaç vardır. Uranyumun fisyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucunda açığa çok yüksek miktarda enerji çıkar. Bu bölünme için, nötronlar yüksek bir hızla uranyum elementinin çekirdeğine çarpar. Bu çarpışma çekirdeğin kararsız hale geçmesine ve sonrasında büyük bir enerji açığa çıkartan fisyon tepkimesine neden olur. Gerçekleşen tetikleyici ilk fisyon tepkimesi sonucunda ortama nötronlar yayılır. Bu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerine çarparak fisyonu elementin her atom çekirdeğinde gerçekleştirene kadar devam eder. Ortaya çıkan enerji kontrol edilmediği takdirde ölümcül boyutlardadır. Kontrol etmek için reaktörlerde fazla nötronları tutan ve tepkimeye girmesini engelleyen üniteler vardır. Bu sayede kontrollü bir fisyon tepkimesi zinciri sağlanır. Nükleer Santrallerde Üretim Nükleer santralin iç yapısına baktığımızda, uranyumun fisyon tepkimesine girmesiyle oluşan enerji su buharının çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılmasını sağlar. Yüksek sıcaklıktaki bu buhar, elektrik jeneratörüne bağlı olan türbinlere verilir. Türbin kanatçıklarına çarpan yüksek enerjili buhar, bilinen şekilde türbin şaftını çevirir ve jeneratörün elektrik enerjisi üretmesi sağlanır. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcıya gider ve su haline geldikten sonra tekrar bölünme ile açığa çıkan enerji ile ısıtılıp buhar haline getirilir ve döngü devam eder. Tartışmalar Nükleer enerji, günümüzün ve geleceğin en önemli enerji kaynaklarından biri olarak kabul görmektedir. Petrol ve doğalgaz'ın bazı ülkede geniş rezervler halinde bulunması ve bu kaynakların yenilenemez oluşu birçok ülkeyi nükleer araştırmalara ve nükleer enerjiden faydalanmaya yönlendirmiştir. Bugün bakıldığında dünya üzerinde 400'den fazla nükleer enerji santrali vardır ve bunlar dünyanın toplam elektrik ihtiyacının %15'ini sağlayacak kapasitede çalışmaktadılar. Örneğin Fransa, elektrik ihtiyacının %77'sini nükleer reaktörlerinden sağlamaktadır. Yetişmiş eleman, atıkların depolanması ve yeterli güvenlik çalışması nükleer santrallerin en önemli sorunlarıdır. Bu nedenlerle bu güne kadar çevreye zarar verebilecek ölçüde büyük 4 tane nükleer santral kazası gerçekleştiği bilinmektedir, açıklanmayan ve gizlenen başka facialar olabilir. Bunlardan ilk 2'si alınan önlemlerle çevrelerine herhangi bir zarar vermediği söylenirken, 3. olarak gerçekleşen Çernobil Faciası doğaya ve insanlara çok feci zararlar verdiği bilinmektedir, 4. Fukuşima Faciası ise Çernobil Faciasını tehlike seviyesi olarak geçtiği belirtilmiştir. Bu kazalar: 1) 1957 yılında İskoçya'da meydana gelen Windscale kazası; bu kazada reaktörün civarına bir miktar radyasyon yayılmakla beraber ölümle veya akut radyasyon hastalığıyla sonuçlanan bir olay meydana gelmemiştir. 2) 1979 yılında ABD'de meydana gelen Three Mile Island kazası; normal bir işletim arızası, ekipman kaybı ve operatör hatası ile kazaya dönüşmüş, ancak kısmi reaktör kalbi ergimesi meydana gelmesine rağmen reaktörü çevreleyen beton koruyucu kabuğun sayesinde çevreye ciddi bir radyasyon sızıntısı olmadığı söylenmiştir. 3) 1986 yılında Ukrayna'da meydana gelen Çernobil reaktör kazası; tek kelimeyle bir faciadır. Kazanın nedenleri; operatörlerin güvenlik mevzuatına aykırı olarak santralde deney yapmaları sonucunda reaktördeki ani güç artışı ve santral tasarımında derinliğine güvenlik prensibine aykırı olarak, reaktörü çevrelemesi gereken bir beton koruyucu kabuğun inşa edilmemiş olması olarak özetlenebilir. 4) 2011 yılında Japonya'da meydana gelen Fukuşima I Nükleer Santrali kazaları Fukuşima I Nükleer Santrali kazaları 9.0 büyüklüğündeki 11 Mart günü olan 2011 Tōhoku depremi ve tsunamisi sonrasında meydana geldi. Honşu adası açıklarında meydana gelen bu deprem,[6] Japonya'da büyük bir tsunamiye yol açtı. Tsunami Japonyaya çok büyük zarar verdi, ve nükleer enerji santrallerinde arızalar meydana getirdi. 26 Nisan 1986'da Ukrayna'daki Çernobil nükleer reaktöründe meydana gelen patlama ve sonucunda yayılan radyoaktif madde Ukrayna, Beyaz Rusya ve Rusya'da yaşayan 336.000 insanın tahliyesine, 56 kişinin ölümüne, 4.000 doğrudan ilişkili kanser vakasına ve 600.000 kişinin sağlığının ciddi şekilde etkilenmesine sebep olmuştur [1]. Nükleer kalıntıların ürettiği radyoaktif bulut patlamadan sonra tüm Avrupa (Türkiye'de özellike Karadeniz ve Marmara bölgesi) üzerine yayılmış ve Çernobil'den yaklaşık 1100 km uzaklıktaki İsveç Formsmark Nükleer Reaktöründe çalışan 27 kişinin elbiselerinde radyoaktif parçacıklara rastlanmış ve yapılan araştırmada radyoaktif parçacıkların İsveç'ten değil Çernobil'den gelen parçacıklar olduğu tespit edilmiştir. Bunun gibi nedenlerle günümüzde dünyanın birçok yerinde ve Türkiye'de de nükleer karşıtı gruplar oluşmuştur. Bunlardan en ünlüleri; Yeşiller Partisi, Yeşil Barış (Greenpeace), Nükleer Karşıtı Platfom (NKP) Anti-Nükleer Cephe ve bu konuda öne çıkan bireysel tepkilerdir. Nükleer enerji santralı yapılması istenilen Sinop ve Akkuyu'da ayrıca yerel bazlı nükleer-karşıtı örgütlenmeler de mevcuttur. E ► E.ON M ► Nükleer enerji mühendisliği N ► Nükleer enerji S ► Nükleer enerji santralleri T ► Nükleer tarihi ► Nükleer teknoloji Nükleer enerji * Nükleer bozunma A Avrupa Atom Enerjisi Topluluğu F Fisyon K Kazatomprom M Magnox-Reaktörü Metzamor Nükleer Santrali N Nükleer erime Nükleer kuvvet Nükleer patlama R Radyoaktif atık Radyoizotop termoelektrik üreteci V VBER-300 Z Zenginleştirilmiş uranyum Ç Çekirdek tepkimesi Nükleer bağlanma enerji bölmek için gereken enerji , bir atomun çekirdeğini kendi parçalarının içine. Parçaları olan nötron ve protonlar topluca denir, nükleonlar . Bütün çekirdekler bireysel proton ve nötronların içine onları ayırmak için net enerji gerektirir beri çekirdeklerin bağlanma enerjisi, her zaman pozitif bir sayıdır. Böylece, kitle bir atom çekirdeğinin her zaman bireysel kitlelerin toplamından daha azdır kurucu ayrıldığında, proton ve nötron. Bu, dikkate değer bir fark, bir arada tutmak çekirdeği kuvvetlerin bir sonucu nükleer bağlayıcı enerji, bir ölçüsüdür. Bu kuvvetler çekirdek oluşturulur enerji çıkarılması sonucu, ve bu enerji kütleye sahip olduğundan, toplu orijinal parçacıkların toplam kütlesi kaldırılır ve sonuçta elde edilen kütle çekirdekte eksik. Bu eksik kütle olarak bilinen kusur kütle ve çekirdek oluşan zaman serbest enerjisini temsil eder. Terim, aynı zamanda nükleer bağlanma enerjisi çekirdek birden fazla nükleonun oluşan parçalara böler ve bu durumda fragmanları için bağlama enerjisi, bütün kıyasla daha yüksek olacaktır, burada süreçlerinde enerji dengesi ile ilgili olabilir. Yeni Eğer bağlanma enerjisi ışık çekirdekleri sigorta veya ağır çekirdekler bölünmüş, bu süreçlerin ya bağlanma enerjisinin emisyonlarına neden olduğunda kullanılabilir. Nükleer enerji olarak kullanılabilir Bu enerji, elektrik (üretmek için kullanılabilir nükleer ) olarak ya da bir nükleer silah . Büyük bir çekirdek zaman böler parçalar halinde, fazla enerjili fotonların (gamma ışınları) gibi farklı atılan partikül (bir dizi kinetik enerjisi olarak yayılan nükleer fizyon ürünleri). Nükleer bağlanma enerjileri ve kuvvetleri daha büyük bir milyon kez sipariş üzerine elektron bağlama enerjileri hidrojen gibi hafif atomların. [1] Bir çekirdeğin kütlesi kusur çekirdeğin bağlama enerjisinin kütlesini temsil eder ve arasındaki farktır kütlesinin bir çekirdeğin ve toplam kütlelerinin Nükleonlar onu oluşturan olan. İlgili nükleer bağlanma enerjisi Belirlenmesi serbest enerji olarak kütlesi kaldırarak kitle defekt oluşturulmasını içerir hesaplama, üç aşamayı kapsar. [2] Nükleer bağlanma enerjisi nükleer fizik ile ilgili temel ilkeleri açıklanabilir. Nükleer enerji Nükleer enerjinin bir emme veya serbest oluşur nükleer reaksiyonlar veya radyoaktif bozunma ; enerjisini absorbe olanlar denir endotermik reaksiyonlar ve enerji serbest olanlardır ekzotermik reaksiyonlar. Enerji için nükleer dönüşümünün, gelen ve giden ürünler arasındaki bağlayıcı nükleer enerji farklılıkları tüketildiği ya da serbest bırakılır. [3] Ekzotermik nükleer dönüşümler ve iyi bilinen sınıflar fizyon ve füzyon . Nükleer enerji (uranyum ve plütonyum gibi) ağır atom çekirdeklerinin hafif çekirdekleri ayrı kırık atom fisyon, tarafından serbest olabilir. Fisyon ikinci enerji çaplı yüzlerce elektrik üretmek için kullanılır. Nükleer enerji de hafif atom füzyonu sırasında serbest çekirdekleri gibi , hidrojen , helyum gibi daha ağır çekirdekler oluşturmak için kombine edilir. Güneş ve diğer yıldızlar daha sonra yüzeyden yayılan termal enerjiyi, yıldız nükleosentez bir tür oluşturmak için nükleer füzyon kullanmak. Herhangi bir ısı veren Nükleer işlemde, nükleer kütle sonuçta ısı enerjisine dönüştürülebilir olabilir ısı olarak dışarı verilen, bununla kitle uzağa taşır. Nükleer dönüşümünde serbest veya emilen enerjisi ölçmek amacıyla, bir dönüşümünü görevli nükleer bileşenlerin nükleer bağlayıcı enerjilerini bilmek gerekir. Nükleer kuvvet Elektronlar ve çekirdekler ile bir arada tutulur elektrostatik çekim (negatif pozitif çekiyor). Ayrıca, elektron bazen komşu atomları ile ortak ya da (süreçleri ile kendilerine transfer kuantum fiziği ) ve atomları arasındaki bu bağlantı, olarak ifade edilir , kimyasal bir bağ , ve oluşumu için sorumlu olan kimyasal bileşikler . [4] Çünkü tüm elektrik çekim kuvveti birlikte çekirdek tutmaz protonlar pozitif bir yüke sahip ve birbirlerini iterler. Bu nedenle, elektrikli güçler bunlar ters yönde hareket ettikleri için, bir arada çekirdek geçerli değildir. Bu bağlayıcı tespit edilmiştir nötron çekirdeklerine açık olmayan bir elektrik gözde gerektirir. [4] Bu nedenle, adı verilen başka bir kuvvet, nükleer kuvvet (veya kalıntı güçlü kuvvet) tutan nükleonları birlikte çekirdeklerin. Bu kuvvet bir bakiyesidir güçlü etkileşim mesafe daha da küçük bir düzeyde Nükleonlar içine kuarklar bağlar. Nükleer kuvvet, kısa mesafelerde elektrikli itme daha güçlü olmalı, ama zayıf uzakta, ya da başka farklı çekirdeklere bir araya gelme eğiliminde olabilir. Bu nedenle, kısa menzilli özelliklere sahiptir. Nükleer gücüne bir benzetme iki küçük mıknatıslar arasındaki güçtür:. Araya sıkışmış, ama bir kez ayrı kısa bir mesafe çekti, aralarında kuvvet neredeyse sıfıra düştüğünde mıknatıslar ayırmak çok zordur [4] Aksine yerçekimi veya elektrik kuvvetleri, nükleer kuvvet, sadece çok kısa mesafelerde etkilidir. Pozitif yüklü çünkü protonlar birbirlerini iterler ve ücretleri püskürtmek gibi: büyük uzaklıklarda, elektrostatik kuvvet hakimdir. Bu nedenle sıradan bir çekirdek oluşturan proton hidrojen , hidrojen-do oluşturmak üzere bir araya değildir ile doldurulmuş bir balon içinde-örneğin, helyum (aynı zamanda elektronları ile birleştirmek ve olmak için bazı gerektirecek bir işlem nötron ). Bunlar önemli olmaya, onları birbirine çeken nükleer kuvvet için yeterince yakın olamıyorum. Sadece aşırı koşulları altında basınç ve sıcaklık (bir çekirdek içinde, örneğin, yıldız ), böyle bir işlem gerçekleşebilir. [5] Çekirdeklerin Fizik Atomların çekirdeklerinin, çok farklı boyutlarda bulunurlar. Hidrojen onlar sadece tek bir proton içeren döteryum veya ağır hidrojen , bir proton ve nötronların; sırasıyla, altı, yedi ve sekiz her parçacığın, - helyum, iki proton ve iki nötron olarak, karbon, azot ve oksijen. Bir helyum çekirdeği, onun bileşenlerinin ağırlıklarının toplamından az ağırlığındadır. Aynı olay, karbon, azot ve oksijen bulunur. Örneğin, karbon çekirdek bir karbon çekirdeği yapmak için birleştirir üç helyum çekirdekleri, biraz daha hafiftir. Bu kütle eksikliği göstermektedir. Kitle kusur "Kitle kusur" için temel nedeni Albert Einstein 'formülü E = m c 2 ifade, enerji ve kütle denkliğini . Enerjiyi atmak kitlesi azalır oysa bu formül ile, enerji ekleyerek de, kitle (ağırlık ve atalet hem de) artırır. Parçacıkların bir kombinasyonu patlayıcı bir molekül içinde ilave enerji için örneği, TNT-tartım varsa bu, bir patlama sonra son ürünlere kıyasla bazı ekstra kütle, ortaya koymaktadır. (Ürün durduruldu ve soğutuldu edilmiş sonra zarar teorik olarak, fark edilebilir önce ilave kütle ısı olarak sistemden kaçmak gerekir olarak tartı Ancak yapılması gerekmektedir.), Diğer yandan, bir enerji gerekir, enjekte bileşenlerine parçacıkların bir sistem ayrı, daha sonra başlangıç ağırlık ayrılmalarından sonra, bileşenlerin daha azdır. İkinci durumda, enjekte enerji olarak "saklı" olduğu potansiyel enerji depolamak bileşenlerin artan kitle olarak gösterir. Bu, kitle ve enerji eşdeğerdir ve her birinin diğer bir "pencere" olduğu her türlü enerji, kitle olarak sistemlerinde görülen olduğu gerçeğini bir örnektir. İkinci senaryo, helyum gibi çekirdekleri ile durumdur: Onları proton ve nötronların içine kırmak için, bir enerji enjekte gerekir. Bir işlem hidrojen atomu helyum oluşturmak üzere birleştirilebilir düşüren ile ters yönde, giden var ise diğer taraftan, daha sonra enerji serbest olacaktır. Enerji Δ m helyum çekirdeğin kütlesi ve dört proton kütlesi arasındaki fark her bir atom, E = m Δ c 2 kullanılarak hesaplanabilir (artı iki elektron, helyum nötron oluşturmak için emilir). Oksijenden daha ağır elementler için, daha hafif elementlere onları montaj tarafından yayımlanan edilebilir enerji kadar azalır, demir . Demirden daha ağır çekirdekler için, bir aslında 2 parça halinde onları kırarak enerjiyi serbest bırakır. Bu enerji nükleer güç reaktörlerde uranyum çekirdeği kırılarak ayıklanır nasıl. Eğilim demir sonra ters nedeni çekirdeklerin artan pozitif ücrettir. Elektrik kuvveti, nükleer kuvvet daha zayıf olabilir, ama onun aralığı büyüktür: nükleer kuvvet, sadece yakın komşularına bağlayan iken bir demir çekirdeğinde, her proton, diğer 25 protonları iter. Çekirdekler hala büyük büyüdükçe, bu yıkıcı etkisi giderek daha önemli hale gelir. Zaman polonium (84 protonları) ulaşıldığında, çekirdekler artık büyük pozitif bir yük barındırmak ama helyum çekirdekleri, iki proton ve iki nötron içeren her alfa radyoaktivite-emisyon sürecinde oldukça hızlı bir şekilde kendi aşırı protonları yayabilir. (Helyum çekirdeği özellikle kararlı bir bileşimidir.) Bu nedenle sürecin fazla 94 proton çekirdekleri yeryüzünde doğal olarak bulunmaz. Uzun yarı ömre sahip uranyum (atom numarası 92) ötesinde izotopları plütonyum-244 (80 milyon yıl) ve curium-247 (16 milyon yıl) vardır. Güneş bağlanma enerjisi Nükleer füzyon süreci şöyle işler: yerçekimi birlikte Dünya ve diğer gezegenler de doğuşuna neden olan gaz ve toz bulutu geniş bir çekildiğinde beş milyar yıl önce, yeni Sun kurdu. Yerçekimsel enerji salınır ve erken Güneş ısıtmalı, çok şekilde Helmholtz önerdi. Termal enerji atom ve moleküllerin hareket gibi görünür:, parçacıkların bir toplama sıcaklığı ne kadar yüksek olursa daha da hız ve daha şiddetli çarpışmaları bulunmaktadır. Yeni kurulan Güneş'in merkezindeki sıcaklık kendi elektrik itme aşmak, ve çekici kısa aralığı içine getirmek için çekirdekleri arasındaki çarpışmalar için yeterince büyük olunca nükleer kuvvet , çekirdekleri birbirine sopa başladı. Bunun gerçekleşmesi başladığında, protonlar bazı protonlar (elektron ile birleştirmek ve imha edilir artı pozitron, pozitif elektron) nötron sürecinde değişen, döteryum ve sonra helyum içine birleştirdi. Bu açığa çıkan nükleer enerji şimdi Güneş'in çekirdeğinin yüksek sıcaklık tutar ve ısı da bugünkü büyüklüğü ile Güneş tutulması, ve daha fazla sıkıştırarak gravite durdurma, yüksek gaz basıncını tutar. Yerçekimi ve basınç arasındaki istikrarlı bir denge şimdi var. Farklı nükleer tepkimeler proton-proton tepkimesi ve karbon-azot döngüsü-ağır çekirdek içerir, ama kimin nihai ürün hala helyum oluşturmak için protonların kombinasyonu dahil olmak üzere, Sun'ın varlığını farklı aşamalarında baskın olabilir. Fiziğin bir dalı, bir çalışma kontrollü nükleer füzyon , tipik olan buhar türbinleri çevirmek ve elektrik üretmek olabilir ısı kazanları, için, daha büyük olanları içine küçük çekirdeklerin birleşerek nükleer füzyon reaksiyonları yararlı güç elde etmek 1950'lerden beri çalıştı. Ağırlık sıcak plazma sıkıştırılır ve Sun'ın çekirdek nükleer fırın hapseder tutar Güneş, büyük kütle: Ne yazık ki, hiçbir dünyevi laboratuvar güneş santralı bir özellik eşleşebilir. Bunun yerine, fizikçiler plazmayı sınırlayacak güçlü manyetik alanlarını kullanın, ve yakıt için daha kolay yakmak hidrojenin ağır formları kullanın. Manyetik tuzaklar oldukça kararsız olabilir, ve nükleer füzyon geçmesi yeterli ve yeterince yoğun sıcak herhangi bir plazma kısa bir süre sonra onları dışarı kayma eğilimindedir. Hatta hünerli numaralar ile, çoğu durumda, sınırlandırıcı bir saniyenin sadece küçük bir kısmını sürer. Çekirdeklerini birleştiren Hidrojenden daha büyük olan küçük çekirdeklerin daha büyük olanları içine birleştirmek ve enerji serbest, ancak bu çekirdek birleştirerek, salınan enerji miktarı hidrojen füzyonu ile karşılaştırıldığında çok daha küçük olabilir. Nedeni, genel işlem nükleer cazibe icar enerji bültenleri bir yandan da iş, enerji ilk ayrıca elektrik yükü ile birbirlerini iterler birlikte pozitif yüklü protonlar, zorla enjekte edilmelidir olmasıdır. [5] Daha ağır elementler için demir (26 proton ile bir çekirdek), füzyon süreci artık enerjiyi serbest bırakır. Hatta ağır çekirdeklerin enerji benzer büyüklükteki çekirdeği birleştirerek, serbest değil, tüketilmektedir. Böyle büyük çekirdekleri ile, (çekirdeğinde tüm proton etkiler) elektrik itme aşılmasında (özellikle yakın komşuları arasında etkili) nükleer cazibe tarafından yayımlanan olandan daha fazla enerji gerektirir. Tersine, enerji aslında demirden daha ağır çekirdekler parçalanıyor tarafından serbest olabilir. [5] Daha ağır elementlerin çekirdekleri ile kurşun , elektrikli itme bazıları kendiliğinden çok kararlı kombinasyonları (oluşturacak pozitif parçaları, helyum çekirdekleri genellikle çıkarmak o kadar güçlü alfa parçacıkları ). Bu kendiliğinden break-up biçimlerinden biridir radyoaktivite bazı çekirdekler tarafından sergilenen davranış. [5] Daha ağır çekirdekler uranyum yapay imal edilebilir olsa da kendiliğinden doğada görünmesi için çok hızlı bölünürler. Genellikle, ağır çekirdekler, daha hızlı kendiliğinden çürüme vardır. [5] Demir çekirdekleri (ve özellikle de en kararlı çekirdekleri demir-56 ) ve enerji en iyi kaynakları bu nedenle kiloları mümkün olduğu kadar demir kaldırılır çekirdekleri bulunanlardır. Bir helyum çekirdekleri oluşturmak için-hidrojen hafif olanlar-çekirdekleri (protonlar) birleştirir ve bu güneş enerjisini üretir nasıl. Yoksa bir küçük parça halinde uranyum-en ağır olanları-çekirdekler kadar zarar verebilir, ve bu nükleer güç reaktörleri ne olduğunu. [5] Nükleer bağlanma enerjisi Nükleer bağ enerjisi gösteren bir örnek 12 ° C arasında çekirdeği 6 proton ve 6 nötron içerir (Karbon 12) 'dir. Protonlar, tüm pozitif yüklü ve birbirlerini iterler, ama olan nükleer kuvvet itme üstesinden ve birbirine yapışmasına neden olur. Nükleer kuvvet yakın menzilli kuvvet (bu mesafe çok güçlü ters orantılı) 'dir, ve bu gücün hemen hemen hiçbir etkisi çekirdek dışında görülmektedir. Nükleer kuvvet birlikte de nötron, ya da nötron ve protonları çeker. [6] Enerji bireysel proton ve nötron bir çekirdeği bölmek için kullanılabilir olması gerekir, çünkü çekirdeğin enerji, (sadece solar sistemi gezegen yerçekimi enerjisi gibi) sonsuz mesafe çekilerek birbirinden parçacıkların enerji bakımından negatiftir. Kütle spektrometreleri her zaman proton ve onları oluşturan nötronların kütlelerinin toplamından daha az olan, çekirdeklerin kitleleri ölçülen ve formüle fark-by E = m c çekirdeğin bağlanma enerjisi 2-verir gelmiştir. [6 ] Nükleer füzyon Helyum bağlama enerjili Sun ve en yıldızlı enerji kaynağıdır. Güneş (kütleye göre ölçülen) 74 oranında hidrojen, çekirdeği olan tek bir proton olan bir eleman meydana gelmektedir. 4 proton, bir helyum çekirdeği içine iki tanesi de nötron dönüştürülür edildiği bir işlemi birleştirmek zaman enerji güneş salınır. [6] Nötronlara protonların dönüşüm olarak bilinen başka bir nükleer güç, sonucudur zayıf (nükleer) kuvvet . Zayıf kuvvet, güçlü kuvvet gibi kısa bir menzile sahip, ama güçlü kuvvetinden çok daha zayıftır. Zayıf kuvvet en enerjik istikrarlı bir yapılandırma içine nötron ve proton sayısını yapmaya çalışır. En az 40 partiküllerini içeren çekirdekler için, bu sayı, genellikle yaklaşık eşittir. Proton ve nötronlar yakından ilgili ve bazen topluca Nükleonlar olarak bilinir. Parçacıkların sayısı yaklaşık 209 arasında bir en doğru artar olarak protonlara nötron oranı yaklaşık 01:57 kadar, stabilitesini korumak için nötron sayısı, protonların sayısı geçmek başlar. [6] Yeterince güçlü nükleer cazibe aralığında almak için birbirlerinin karşılıklı itme üstesinden gelmek için yeterli hıza sahip yalnızca hidrojen protonları helyum için birleştirir. Bu füzyon sadece çok sıcak gaz içinde meydana gelir. Helyuma birleştirilmesi için yeterince sıcak hidrojen sınırlı tutmak için çok büyük bir basınç gerektirir, ama uygun koşullar mevcut orta bölgelerinde bu basınç kısım üzerinde tabakaların büyük ağırlıkla sağlanır Sun, ve, Sun güçlü göre içeri doğru preslenir yerçekimi. Helyum oluşturmak için protonları birleştirme işlemi nükleer füzyon örneğidir. [6] Dünya'nın okyanuslar teorik füzyon için kullanılabilecek hidrojen büyük miktarda içerir ve füzyon helyum yan ürünü çevreye zarar vermez, bu yüzden bazı nükleer füzyon insanlığın enerji ihtiyacını karşılamak için iyi bir alternatif düşünün. Füzyon elektrik üretmek için deneyler şimdiye kadar sadece kısmen başarılı olması var. Yeterince sıcak hidrojen iyonize ve sınırlı olmalıdır. Bir teknik (Dünya'nın radyasyon kuşağının içinde sıkışıp olanlar gibi) yüklü parçacıklar manyetik alan çizgileri tarafından yönlendirilir, çünkü çok güçlü manyetik alanları kullanmaktır. Füzyon deneyleri de güvenmek ağır hidrojen daha kolay sigortalar olan, ve gaz yoğunlukları ılımlı olabilir. Ama, bu teknikler ile çok daha net enerji işlemi ile elde edilene göre füzyon deneyi tarafından tüketilmektedir. [6] Bağlayıcı enerji, maksimum ve çürüme yaklaşım yolları Ana olarak izotop sayılar (bu öğe 20, kalsiyum devam eder) eşit olduğunda, karbon, azot ve oksijen ve nötron ve proton en kararlı kombinasyon gibi hafif çekirdek arasında bulunmaktadır. Bununla birlikte, ağır çekirdeklerde, proton artar yıkıcı enerji, bunlar küçük bir hacme sınırlı ve birbirini iterek çünkü. Birlikte çekirdeğini tutan güçlü kuvvet enerji de çekirdeğinde sanki, birbirine yakın tek nükleonlar daha yaygın olarak ayrılmış olanlar, sıkıca bağlı değil, artar, ancak daha yavaş bir hızda. [6] Bir çekirdeğin net bağlanma enerjisi, nükleer çekim, eksi elektrik gücünün yıkıcı enerji olmasıdır. Çekirdekler helyumdan daha ağır olsun, nükleon başına düşen net bağlanma enerjisi (çekirdek ve bileşen nükleonların kitlelerin toplamı arasındaki kütle farkı çıkarılabilir) demir zirveye ulaşan, daha yavaş ve büyür. Nükleonlar ilave olarak, toplam nükleer bağlanma enerjisi her zaman artar ama elektrik kuvvetlerin toplam yıkıcı enerji (diğer protonları kovucu pozitif protonları) da artar, ve geçmiş demir, ilk. Daha ağır basar, ikinci artış Demir-56 (56 Fe) 'dir en verimli bağlı nükleus [6] bu nükleon başına en az ortalama kitle var yani. Ancak, nikel 62 nükleonun başına bağlanabilen enerji açısından en sıkı bağlanmış çekirdeğini oluşturur. (Bağlayıcı Nikel-62 en yüksek enerji daha büyük bir ortalama kütle kaybı anlamına gelmez Fe-56, Ni-62 demir-56 göre daha nötron / proton biraz daha yüksek bir orana sahiptir ve ağır nötronların varlığı nikel artar çünkü nükleonun başına 62 ortalama kütlesi). Yıkıcı enerjisini azaltmak için, zayıf etkileşim nötronların sayısı proton-için bu örneği, demir ana izotop 26 proton ve 30 nötron vardır aşmasına izin verir. Nötronların sayısı nükleonların bu dizi için en istikrarlı numarasından farklı olduğu izotopları da var. Nötron proton oranı çok istikrar ise, nükleonlar kendiliğinden protondan proton için nötron, ya da nötron değişebilir. Bu dönüşüm için iki yöntem zayıf kuvvet aracılık ve türleri dahil olan beta bozunumu . Basit beta çürüme, nötronlar bir negatif elektron ve bir antineutrino yayan protonlar dönüştürülür. Nötronlar yaklaşık 2.5 elektronların bir eşdeğeriyle proton daha büyük olduğu için bu her zaman bir çekirdeğin dışında mümkündür. Sadece özgür parçacıklar için değil, bir çekirdeğin içinde olur, ve karşısında süreçte, bir proton bir kovarak bir nötron olabilir pozitron . Yeterli enerji (gerekli enerji farkı 2 elektronların kütlesi 1,022 MeV, eşittir) bunun için veli ve kızı nüklitlerin arasındaki mevcut ise, bu izin verilir. Ebeveyn ve kızı arasındaki kütle farkı bu daha az ise, bir proton-zengin çekirdeği hala süreci ile nötron protonları dönüştürebilir elektron yakalanması , bir proton sadece atomun K yörünge elektronların birini yakalayan bir nötrino yayar ki, ve Bir nötron olur. [6] Ağır çekirdekleri arasında, tellür 106 ya da daha fazla çekirdek ihtiva eden nükleonları (öğe 52) ile başlayarak, elektrik kuvvetler çekirdeğin tüm parçalar genellikle, dışarı olabilir, böylece destabilizing alfa parçacıklarının iki proton oluşur ve iki nötron (alfa parçacıklar) hızlı helyum çekirdekleri vardır. ( berilyum-8 , aynı zamanda, iki alfa partiküller halinde, çok hızlı bir şekilde azalır.) Alfa parçacıkları son derece stabildir. Elemanlar 106 geçmiş atom ağırlığı arttıkça çürüme Bu tip daha olası hale gelir. Enerji bağlanma eğrisi atomik kütle karşı nükleonun göre bağlama enerjisi çizen bir grafiktir. Bu eğri, demir ve nikel onun ana tepe noktasına sahiptir ve daha sonra yavaş yavaş oldukça kararlı olan belirtildiği gibi, helyum de aynı zamanda dar bir izole edilmiş tepe tekrar düzenli olarak azalır, ve. Doğa, uranyum 238 Ü ağır çekirdekleri, kararsız, ancak Dünya'nın yaşı yakın 4.5 milyar yıllık bir ömrü, sahip, hala nispeten bol; onlar (ve demirden daha ağır başka çekirdekleri) bir süpernova patlaması oluşmuş olabilir [7] güneş sisteminin oluşumunu önceki. Toryum, 232 Th, en yaygın izotop da α tanecik emisyonunu maruz kalır, ve yarı-ömür (atomlarının yarısından bir dizi çürükleri, üzerinde zaman) ile birkaç kez, hatta daha uzundur. Bunların her biri, radyoaktif bozunma kurşun bir kararlı izotop biten bozunmanın zincirinin başlangıç, aynı zamanda kararsız izotoplar üretir. [6] Belirlenmesi nükleer bağlanma enerjisi Hesaplama çekirdeklerin nükleer bağlayıcı enerjiyi belirlemek için kullanılabilir. Kütle kusur tespit enerjiye dönüştürerek ve atomu molü başına enerji olarak sonuç olarak ifade eden veya nükleonun başına enerji hesaplama içerir. [2] Enerjiye kütle kusur Dönüşüm Kitle kusur bir çekirdeğin kütlesi, ve oluşan olduğu nükleonların kitlelerin toplamı arasındaki fark olarak tanımlanır. . Kitle defekt üç miktarları hesaplanarak belirlenir [2] Bunlar: çekirdeğin gerçek kütle, çekirdeğin bileşimi (proton ve nötron sayısı) ve bir proton ve bir nötron kitleler. Bu da enerji içine kütle eksikliği dönüştürülmesi takip eder. Bu miktar, ancak atomu molü başına enerji veya nükleonun başına enerji olarak ifade edilmelidir, nükleer bağlayıcı enerjisidir. [2] Fizyon ve füzyon Nükleer enerji bölme ve (fisyon) veya birleştirme (füzyon) tarafından yayımlanan çekirdeklerin içinde atom (lar). Nükleer dönüşüm kütle - enerji enerji çıkarıldığında bazı kitle kaldırabilirsiniz enerjinin bir formu, için, tutarlı kütle-enerji denkliği formül Δ E = Δ m c 2, in Δ E = enerji bırakma, Δ m = kütle kusur ve c = ışık hızı içinde bir vakum (a fiziksel sabit ). Nükleer enerji ilk olarak keşfedilen Fransız fizikçi Henri Becquerel o koyu yakınındaki saklanan fotoğraf plakaları bulundu ne zaman, 1896 yılında uranyum gibi kararmış edildi X-ray (X-ışınları son zamanlarda 1895 yılında keşfedilen olmuştu) levhalar. [8] Nükleer kimya biçimi olarak kullanılabilir simya açmak için kurşun içine altın (bu arada pek adımlar gerekebilir olsa) ya da diğer herhangi bir atom için atom değiştirin. [7]Radyonüklid (radyoizotop) üretim genellikle başka ışınlama içeren izotopu (veya daha fazla tam bir nüklid ile), alfa parçacıkları , beta parçacıkları , ya gama ışınları . Nikel-62 başına en yüksek bağlanma enerjiye sahiptir nükleonun herhangi bir izotop . Düşük ortalama bağlayıcı bir enerji atom daha yüksek ortalama bağlama enerjisi iki atomu olarak değiştirilirse, enerji dışarı verilir. Daha yüksek ortalama bağlanma enerjisinin bir atom olarak, daha düşük ortalama bağlanma enerjisi sigortanın iki atomu, ayrıca, enerji dışarı verilir. Grafik füzyon göstermektedir : hidrojen , uranyum, küçük parçalar halinde daha büyük bir çekirdeğin kırılma yukarı parçalanma olduğu gibi, ağır atomları oluşturulması için bir kombinasyon, enerjiyi serbest bırakır. İstikrar izotoplar arasında değişir: izotop U-235 daha az stabil daha yaygın daha U-238 . Nükleer enerji, üç exoenergetic (veya tarafından yayımlanan ekzotermik ) süreçleri: Radyoaktif bozunma bir nötron veya proton, radyoaktif çekirdeğin parçacıkları, ya yayarak kendiliğinden bozunur elektromanyetik radyasyon (gamma ışınları), ya da her ikisi. Bağlama enerjisi artırmak için radyoaktif bozunma için, bu kesinlikle gerekli olmadığını not edin. Ne kesinlikle gerekli olan kütle düşüş olmasıdır. Bir nötron bir proton dönüşür ve çürüme enerji (gibi daha az 0,782343 MeV ise rubidyum-87 için çürüyen stronsiyum-87 ), nükleon başına ortalama bağlanma enerjisi aslında azalacaktır. Füzyon , iki atom çekirdeği daha ağır bir çekirdek oluşturmak için bir araya kaynaştırmak Bölünme , iki (ya da daha çok nadir olarak üç) hafif çekirdekleri ağır çekirdeğin kırılma Atomlar için bağlayıcı enerji (Elektronlan dahil) bir atom bağlama enerjili atomun çekirdeğin bağlama enerjisi ile aynı değildir. Ölçülen kitle açıkları izotopların her kitle açıkları olarak listelenen nötr atomlar olduğunu izotopu, ve çoğunlukla MeV . Bunun bir sonucu olarak, belirtilen kütle açıkları izole edilmiş çekirdekleri stabilitesine veya bağlama enerjisi için bir ölçü değil, bütün atomları için. Tamamen çok zor, çünkü bu, çok pratik nedenleri vardır iyonize , ağır elementler, yani onların bütün bunları şerit elektronlar . Bu uygulama, diğer nedenlerle yararlıdır çok: (böylece çıplak çekirdeği üreten) bir ağır kararsız çekirdekten gelen tüm elektronları sıyırma çekirdeği (ağır iyon hızlandırıcı deneylerde bağımsız ele alınamaz belirten, çekirdeğin ömrünü değiştirir GSI ) . Bu da açıkça bir fenomen gibi elektron yakalama . Teorik olarak, içinde yörünge ağır atomların modelleri, elektron yörüngeleri kısmen çekirdeğinde (o değil yörünge sıkı bir anlamda, ancak çekirdeğin içinde bulunan varlık olmayan bir kaybolan bir olasılık var). Bir nükleer bozunma özellikleri durumunda çekirdek değişiklik atfedilen anlamı, çekirdeğe olur. Fizik alanında "bağlama enerjisi" için bir ölçü olarak "kitle açık" kavramı, "nötr atomunun kütle açık" (sadece çekirdek) anlamına gelir ve bütün atomu stabilitesi için bir ölçüdür. Nükleer bağlanma enerjisi eğrisi Olarak elementlerin periyodik tabloda , ışık elemanlarının dizi hidrojen 'e kadar sodyum gibi nükleonun başına bağlayıcı genel olarak artan enerji sergilediği görülmektedir atom kütlesi artar. Bu artış, her bir ek nucleon yakındaki diğer Nükleonlar çekti ve böylece daha sıkı bütüne bağlı olarak, çekirdekte nükleonun başına artan kuvvetleri tarafından oluşturulur. Bağlayıcı artan enerji bölgesi arasındaki sırayla nispi stabilite (satürasyon) bir bölgesi takip eder , magnezyum ile , iksenon . Bu bölgede, çekirdeği nükleer kuvvetleri artık tamamen genişliği boyunca uzanan verimli yeterince büyük hale gelmiştir. Bu bölgede cazip nükleer kuvvetler, atom kütlesi arttıkça, yaklaşık olarak, protonlar arasındaki itici elektromanyetik kuvvetler tarafından dengeli atom numarası artar. Son olarak, iksenon daha ağır elemanları, atom sayısı arttıkça nükleonun göre bağlanma enerjisi bir azalma yoktur. Nükleer boyutu bu bölgede, elektromanyetik itici kuvvetler, güçlü nükleer kuvvet çekimin üstesinden başlıyor. Bağlayıcı enerji zirvesinde, nikel-62 izledi (nükleon başına) en sıkı bağlı çekirdeği, bir demir-58 ve demir-56 . [9] Bu demir ve nikel gezegenimsinin çok yaygın metaller neden yaklaşık temel nedeni Onlar nihai ürünler olarak bolca üretilen beri çekirdek, süpernova ve son aşamalarında silikon yanma yıldızlarda. (Yukarıda tanımlandığı gibi) yıldızlı içinde, nötronlar sonuç ise, genel nükleonun başına daha fazla enerji serbest bırakmak için protonlara dönüştürmek için serbesttir Ancak, bu, tam çekirdekler yapıldığı kontrol eden, tanımlanmış nükleonun başına enerji bağlayıcı değildir proton daha büyük bir fraksiyonu ile kararlı çekirdeği. Aslında, bu iddia edilmiştir photodisintegration 56 Fe nedeniyle proton nötron bu beta bozunumu dönüşüm için, son derece sıcak bir yıldız çekirdeğinde enerjik mümkün olabilir oluşturmak için 62 Ni. [10] sonuç olduğu basınç ve sıcaklıkta büyük yıldızların çekirdeklerinde koşulları, enerji 56 Fe çekirdeklerinin (iyonize atomlar) içine tüm maddeyi dönüştürerek yayınlandı.(Bununla birlikte, yüksek sıcaklıklarda tüm madde düşük enerji halinde olmayacak.) Bu enerjik maksimum de ortam koşulları için tutmak gerekir, ki T = 298 K ve p oluşan nötr yoğunlaştırılmış konuda = 1 atm, 56 Fe atomları-ancak , Bu koşullar altında atomlu çekirdekleri maddenin en dengeli ve düşük enerji durumuna füzyon ikinci inhibe edilir. Bu genel olarak kararsız progenitör çünkü demir-56, mekanik nedenlerle evrende nikel izotoplar daha yaygın olduğuna inanılmaktadır nikel-56 bolca çürüğü hiçbir zaman sahip süpernova içinde 14 helyum çekirdekleri, sahnelenen birikmesi tarafından yapılır süpernova patlar gibi, bir kaç dakika bir konuda yıldızlararası ortama bırakılmadan önce gidermeleri. Ancak nikel-56 daha sonra çürükleri kobalt-56 , birkaç hafta içinde, o zaman bu radyoizotop sonunda yaklaşık 77.3 gün bir yarılanma ömrü ile demir-56 bozunur. Bu tür bir işlemin radyoaktif bozunma enerjili ışık eğrisi gibi, tip II üstnovalarının gerçekleşmesi gözlenmiştir SN 1987A . Bir yıldızın, alfa-ekleme süreçleri ile nikel-62 oluşturmak için iyi bir yolu vardır, ya da başka muhtemelen evrendeki bu son derece kararlı nüklidin daha olurdu. Bağlama enerjisi ölçülmesi Maksimum bağlanma enerjisi orta boy çekirdeğinde bulunan olması farklı sınıfı özelliklere sahip iki karşıt kuvvetlerinin etkileri ödünleşimin bir sonucudur. Çekici nükleer kuvvet ( güçlü nükleer kuvvet birbirine eşit protonları ve nötronları bağlar), mesafe ile bu kuvvetin hızlı bir üstel azalma nedeniyle sınırlı bir menzile sahip. Ancak, ayrı çekirdekleri zorlamak için protonlar arasındaki davranan itici elektromanyetik kuvvet, çok daha yavaş (uzaklığın ters karesi gibi) mesafe ile düşer. Çapı yaklaşık dört Nükleonlar daha büyük çekirdek için, daha fazla ek proton ilave itici gücü, ek güçlü kuvvet etkileşimin bir sonucu olarak başka ilave Nükleonlar arasındaki yol açan herhangi bir bağlama enerjisi kaydırır. Çoğu hala kararlı olsa böyle çekirdekler, giderek daha az sıkı onların boyutu arttıkça bağlı olmak. Son olarak, 209 den fazla nükleonları (çapı yaklaşık 6 Nükleonlar daha büyük) ihtiva eden çekirdekleri tüm kararlı olduğu için çok büyük olan ve daha küçük çekirdekler kendiliğinden çürümeye tabidir. Nükleer füzyon (örneğin içine hidrojen gibi daha sıkı bir şekilde bağlı unsurları içine çok hafif unsurları birleştirerek enerji üreten helyum ), ve nükleer fizyon (gibi ağır elementleri bölerek enerji üreten uranyum ve plütonyum gibi daha sıkı bağlı elemanlar (içine) baryum ve kripton ). Orta boy çekirdek en sıkı tüm sınırlı olduğu için her iki işlemler, enerji üretir. Döteryum yukarıdaki örnekte görüldüğü gibi, nükleer bağlama enerjileri kolayca kısmi olarak ölçülebilmektedir yeterince büyük kütle kütle ve enerji denklik göre açıklar. Atomik bağlanma enerjisi sadece serbest bir koleksiyon serbest enerji (ve kütle) miktarı olan nükleonlar oluşturmak üzere birleştirilir çekirdeği . Nükleer bağlanma enerjisi bir çekirdeğin kütle ve çekirdeğini oluşturan serbest nötron ve proton sayısı kitlelerin toplamı farkı hesaplanabilir. Bu kütle farkı kez, Einstein'ın, bilinen, kitle kusur veya kitle eksikliği denilen kütle-enerji denkliği formülü E = mc ² herhangi bir çekirdeğin bağlanma enerjisini hesaplamak için kullanılabilir. Erken nükleer fizikçiler bir "ambalaj fraksiyon" hesaplama olarak bu değeri hesaplama başvurmak için kullanılır. Örneğin, atomik kütle birimi (1 u) bir kütlesinin 1/12 olarak tanımlanan 12 C atomu, ama bir atom kütlesi 1 (a proton artı elektron) H atomu olan 1,007825 u her Nucleon yüzden in 12 C bağlanma enerjisi şeklinde, ortalama olarak, kendi ağırlığının yaklaşık% 0.8 'kaybetti. Nükleer enerji için bağlayıcı Semiempirical formül-- Yarı-deneysel kütle formülü Olan bir çekirdeği için bir de dahil olmak üzere Nükleonlar, Z proton ve N nötronlar, bir yarı-empirik formül nükleonun başına bağlama enerjisi (BE) için: : katsayıları nerede İlk dönem , doyma katılım denilen ve nükleonun göre bağlanma enerjisi, bir birinci yaklaşım tüm çekirdekleri için aynı kalmasını sağlar. Terim , bir yüzey gerilimi etkisi olup, nükleer yüzeyinde bulunmaktadır nükleonların sayısı ile orantılıdır; hafif çekirdekler için en büyüğüdür. Terim Coulomb elektrostatik itme olup; Bu gibi daha önemli hale gelir artar. Simetri düzeltme ifadesi dikkate diğer etkilerin yokluğunda en istikrarlı düzenleme proton ve nötron eşit sayıda olduğu gerçeğini alır; Bir çekirdekte np etkileşim ya da nn veya pp etkileşim daha güçlü olduğunu, çünkü bu. Eşleştirme terimi tamamen ampirik olduğu; için - hatta-hatta çekirdekleri için + ve tek-tek çekirdekler . Yari empirik bağlanma enerjisi, formül grafiksel gösterimidir. MeV (nükleonun başına 8.5 MeV aşan koyu kırmızı yüksek sayılar) in nükleonun başına bağlama enerjisi çeşitli için çizilmiştir nüklitlerin bir fonksiyonu olarak Z , atom numarası (y-ekseni), vs N , sayısı nötron (x-ekseni). Yüksek sayılar için de görülmektedir Z = 26 (demir). Deneysel ölçülen atom nüklit kitlelerden çıkarılabilir Örnek değerler Aşağıdaki tabloda bazı bağlayıcı enerjilerini ve kitle kusur değerleri listeler. [ 11 ] Bildirimi ayrıca 1 kullanmanız u = (931,494028 ± 0,000023) MeV. Biz formülü kullanmak bağlama enerjisini hesaplamak için Z ( m p + m E ) + N m n - m nüklit Z nüklitlerin proton sayısını belirtir ve N nötron sayıları. Biz almak m p = 938.2723 MeV, m e = 0,5110 MeV ve m n = 939,5656 MeV. Harfi A toplamını gösterir Z ve N (nüklidin içinde nükleon sayısı). Biz (hesaplanan tüm "total" bağlanma enerjileri maksimal böylece) referans nucleon bir nötronun kütlesini var sayarsak çekirdeğin kütlesinden farkı olarak toplam bağlanma enerjisini, ve bir koleksiyon kütlesini tanımlayabilirsiniz A nötronlar. Diğer bir deyişle, (olur Z + N ) m n - m nüklid . " toplam nükleon başına bağlanma enerjisi "ile bölünen bu değeri olacaktır A . En güçlü bağlı nüklidler atomları nüklit Z N kütle fazlalığı toplam kütle toplam kütle / A Toplam bağlanma enerji / A kitle kusur bağlama enerjisi bağlama enerjisi / A 56 Fe 26 30 -60,6054 MeV 55.934937 u 0.9988372 u 9,1538 MeV 0.528479 u 492,275 MeV 8,7906 MeV 58 Fe 26 32 -62,1534 MeV 57.932276 u 0.9988496 u 9,1432 MeV 0.547471 u 509,966 MeV 8,7925 MeV 60 Ni 28 32 -64,472 MeV 59,93079 u 0.9988464 u 9,1462 MeV 0.565612 u 526,864 MeV 8,7811 MeV 62 Ni 28 34 -66,7461 MeV 61.928345 u 0.9988443 u 9,1481 MeV 0.585383 u 545,281 MeV 8,7948 MeV 56 Fe Bu tabloda listelenen dört nüklitlerin düşük nükleon-özgül kütleye sahiptir, ama bu başlayan hadron seçimi tamamen ücretsizdir sürece, hadron başına güçlü bağlı atom anlamına gelmez. Her 56 nükleonlar başka Nüklidin değişen birini gerekirse, hadron başına yüksek bağlanma enerji oluşturmak için izin verilmesi halinde demir hadronlar protonlar aynı numara olarak başlayan, büyük enerji açığa Z ve toplam nükleonlar A bağlı çekirdeğinde gibi , bir 62 Ni. Böylece, bir çekirdeğin toplam bağlanma enerjisinin doğru mutlak değeri, biz dışarı çekirdeği oluşturmak için izin verilen bağlıdır. Kütle numarası tüm çekirdekleri ise A inşa edilecek izin verilecek bir nötron bu Ni-62 daha protonlar büyük bir kısmını beri, daha sonra Fe-56, nükleon başına en fazla enerjiyi serbest olacaktır. Nükleonlar içerdikleri proton ve nötron yalnızca aynı sayıda inşa edilmesi gerekmektedir, ancak, daha sonra nikel-62 nükleonun başına, en sıkı bağlanmış çekirdeğini oluşturur. Bazı hafif nüklidler solunum. atomlar nüklit Z N kütle fazlalığı toplam kütle toplam kütle / A Toplam bağlanma enerji / A kitle kusur bağlama enerjisi bağlama enerjisi / A n 0 1 8,0716 MeV 1.008665 u 1.008665 u 0.0000 MeV 0 u 0 MeV 0 MeV 1 H 1 0 7,2890 MeV 1.007825 u 1.007825 u 0,7826 MeV ,0000000146 U 0.0000136 MeV 13.6 eV 2 H 1 1 13,13572 MeV 2.014102 u 1.007051 u 1,50346 MeV 0.002388 u 2,22452 MeV 1,11226 MeV 3 H 1 2 14,9498 MeV 3.016049 u 1.005350 u 3,08815 MeV 0.0091058 u 8,4820 MeV 2,8273 MeV 3 O 2 1 14,9312 MeV 3.016029 u 1.005343 u 3,09433 MeV 0.0082857 u 7,7181 MeV 2,5727 MeV Yukarıdaki tabloda, bir nötronun çürüme, hem de helyum-3 içine trityum dönüşümü, enerji sağlayan olduğu görülebilir; nötron (ve aynı zamanda toplam hadron sayısı başına hafif bir devlet) eşit sayıda kitlesel karşı ölçülen zaman dolayısıyla, güçlü bir bağlı yeni bir devlet ortaya çıkar. Bu tür reaksiyonlar, sabit hesaplandı gibi bağlama enerjileri değişiklikler ile tahrik edilmez , N ve Z reaksiyon ile, çekirdeğin başına nüklidin / toplam kütlesi içinde azalır oldukça nötron ve proton numaraları, ancak. (Hidrojen-1 için yukarıda verilen Bağlama Enerjisi atom bağlama enerjisi, sıfır olur nükleer bağlayıcı enerji olduğuna dikkat ediniz.)