Was genau ist Bindungsenergie und wie wird Energie bei einer Kernfusion freigesetzt?

Die Bindungsenergie eines Kerns kann mit der Formel gefunden werden

E = Δ M C 2

Hier, Δ M ist der Massendefekt des Kerns. Nun kombinieren wir in einer Kernfusionsreaktion zwei leichtere Elemente zu einem schwereren Element. Aber bei dieser Reaktion ist die Gesamtmasse der ersten beiden Elemente größer als die des schwereren Elements. Also etwas Masse Δ M wird in Energie umgewandelt. Aber sollte diese freigesetzte Energie nicht ( Δ M C 2 ) in die Bildung der Bindungsenergie für den Kern einfließen? Aber warum wird dann trotzdem Energie an die Umgebung abgegeben?

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Kernbindungsenergie ist die Energie, die einem Kern zugeführt werden muss , um ihn in seine Bestandteile Protonen und Neutronen zu trennen. Eine andere Möglichkeit, darüber nachzudenken, ist, dass es die Nettoenergie ist, die freigesetzt würde , wenn Sie ein Bündel von Protonen und Neutronen so eng zusammendrücken würden, dass die starke Kernkraft mit kurzer Reichweite sie zu einem Kern kombiniert.

Da die Bindungsenergie immer positiv ist, ist die Masse eines Kerns kleiner als die Summe der Massen seiner einzelnen Nukleonen. Daher wird die Bindungsenergie manchmal als Massendefekt oder Massendefizit eines Kerns bezeichnet .

Die Schlüsselzahl ist die durchschnittliche Bindungsenergie pro Nukleon. Dies ist ein Mindestwert für Wasserstoff (der keine Bindungsenergie hat, da sein Kern ein einzelnes Proton ist), steigt von Wasserstoff bis Eisen an und nimmt dann für Elemente weiter im Periodensystem als Eisen wieder ab (dies ist eine leichte Vereinfachung - dort ist ein Diagramm der tatsächlichen Form der Kurve hier ).

Wenn Sie also zwei Kerne verschmelzen, die leichter als Eisen sind, ist der Massendefekt des verschmolzenen Kerns größer als der Massendefekt der ursprünglichen Kerne. Da der Massendefekt nach oben geht , ist die Masse des kombinierten Kerns kleiner als die kombinierten Massen der ursprünglichen Kerne, und die „fehlende“ Masse wird als Energie freigesetzt. Wenn Sie einen Kern spalten oder spalten, der schwerer als Eisen ist, steigt der Massendefekt ebenfalls an und Energie wird freigesetzt.

the mass of the combined nucleus is smaller than the combined masses of the original nuclei, and the “missing” mass is released as energy. Ja, und sollte sich nicht dieselbe "fehlende" Masse in Bindungsenergie umwandeln, um die kombinierten Kerne zusammenzuhalten?
@ Jdeep Nein. Der Massendefekt ist die Bindungsenergie. Sie müssen beim Verschmelzen leichter Kerne nicht mehr Energie zuführen – stattdessen wird ein Teil der in den ursprünglichen Kernen vorhandenen Bindungsenergie „zurückgezahlt“ und an die Umgebung abgegeben. Wenn Sie Ihrem Bruder zwei Kredite zu je 25 Dollar schulden, er sich aber bereit erklärt, die gesamten Schulden zu streichen, wenn Sie ihm 30 Dollar zurückzahlen, dann sind Sie um 20 Dollar besser dran als vorher.
IMHO wäre es weniger verwirrend, wenn es die "entbindende Energie" genannt würde.
Was genau ist Bindungsenergie und wie wird Energie bei einer Kernfusion freigesetzt?
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