Bindende kernenergie: 5 feiten (Lees dit eerst!)

Definitie van nucleair bindende energie:

"Bindende energie is de minimale energie die nodig is om de kern van een atoom te demonteren of te breken in zijn samenstellende deel. Dit is met name relevant voor subatomaire elementen in atoomkernen, voor elektronen die zijn gebonden aan atoomkernen. "

Feiten over het binden van energie:

Bindende energie (BE / A) Curve :

Bindende energie (BE / A) curve
Bindende energie (BE / A) Curve
WEES EEN
Bindende energie (BE / A) Curve
Krediet van het beeld: Roderich KahnNucleaire bindingsenergie RK01CC BY-SA 4.0

Massa-defect:

De massa van een atoomkern is gewoonlijk kleiner dan de som van de individuele massa's van de samenstellende protonen en neutronen en dit verschil in massa wordt erkend als het massadefect en duidt de energie aan die vrijkomt als er een kern wordt gevormd.

Massa-defect
Massa-defect

Bindende energieformule:

De bindingsenergie voor een kern wordt gegeven door de vergelijking

Bindende Energieformule

Patronen in de bindingsenergie per nucleon, BE / A. als de BE / A hoger is, wordt de meer stabiliteit van de kern ook hoger.

Kritische energie :

De minimale excitatie-energie die nodig is om splijting te laten plaatsvinden, staat bekend als de kritische energie (EC) of drempelenergie.

Kritische energiedrempel Energie 1

In principe kan een kern, indien bekrachtigd in een voldoende hoge aangeslagen toestand, worden opgedeeld in samenstellende delen. Voor een ideale splijtingsconditie moet de excitatie-energie meer zijn dan een specifieke waarde voor dat nuclide. De minimale excitatie-energie die nodig is om splijting te laten plaatsvinden, wordt geïdentificeerd als de kritische energie (E kritiek) of drempelenergie. Deze kritische energie is ook onderhevig aan nucleaire structuren omdat deze afhankelijk is van verschillende kernkarakteristieken. Deze waarde kan significant hoger zijn voor lichte kernen met Z <90. Voor zwaardere kernen met Z> 90 kan dit in het bereik van 4 tot 6 MeV liggen voor A-even kernen en deze waarde is aanzienlijk lager voor A-oneven kernen

Negatieve bindingsenergie per nucleoncurve

Bindende energiecurve gemeenschappelijke isotopen2
Negatief Bindende energie per nucleoncurveBeeldcredits: Bdushaw, Bindende energiecurve – gewone isotopen2, CC BY-SA 4.0

Het negatief van bindingsenergie per nucleon voor stabiele isotopen langs de vallei van stabiliteit.

Dissociatie-energie:

De dissociatie-energie Ed is gelijk aan de diff. tussen de bindingsenergie van de samengestelde kern die door splijting gaat en de som van de bindingsenergie van de splijtingsfragmenten. De minimale activeringsenergie Ea die aanvullend moet zijn op een kern om door een splijtingsreactie te gaan, is daarom Ec - Ed.

Nucleaire massa:

Massa van een neutron; Massa van een proton en massa van een elektron in kg en amu

Nucleaire massa en eenheidsconversie in kg, amu en energie

Nucleaire massa en eenheidsconversie in amu en energie
Nucleaire massa van elektron, proton en neutron

Atomaire massa-eenheid (amu)

Atoommassa-eenheid: afgekort als 'amu'. Een massa gelijk aan een twaalfde van de massa van een koolstof-12-atoom.

amu naar kg

1 amu = 1.66053873 x 10 -27 kilogram

1 amu = 1.66053873 x 10 -24 gram.

Tabel met kritische energieën en bindende energieën van radioactieve brandstoffen:

Tabel met kritische energieën en bindende energieën van radioactieve brandstoffen en hun verschillen
Kritische energieën en bindende energieën van radioactieve brandstoffen en hun verschil

Spontane splijting:

Dit wordt meestal aangetroffen bij zware elementen; Er treedt een radioactief verval op. De nucleaire bindingsenergie van de elementen bereikt zijn maximum; spontane afbraak in een kleinere massakern en een geïsoleerd deeltje met meer atomaire massagetallen kan ook ontstaan.

Spontane splijting Halfwaardetijd (in ms) van radionuliden afhankelijk van de Z² / A-verhouding van hun kernen
Spontane splijting Halfwaardetijd (in ms) van radionuliden afhankelijk van de Z² / A-verhouding van hun kernen
Frank Klemm(SF) Halfwaardetijd van radionuliden afhankelijk van de verhouding Z² tot ACC BY-SA 4.0

De nucleaire bindingsenergie is maximaal bij een atomair massagetal van 56

Halfwaardetijd van spontane kernsplijting van verschillende nucliden afhankelijk van hun Z2/ A-verhouding. In bovenstaande figuur zijn Nucliden van hetzelfde element verbonden met een rode lijn. De groene lijn illustreert de bovengrens van de halveringstijd.

Vallei van de stabiliteitsparabool

Semi-empirisch verschil in massa-formule

De discrepantie tussen experimenteel verkregen bindingsenergieën en die voorspeld door de SEMF, naast kernschellijnen.

Lees ook: