¿Por qué se necesita menos fuerza de unión para mantener los dos átomos en los que se ha dividido un átomo de uranio? [cerrado]

Cuando un átomo de uranio se divide en dos, queda un poco de masa que equivale a una gran cantidad de energía (e = mc ^ 2) y explota en fisión.

Se necesita menos fuerza de unión para mantener los dos átomos juntos que con el átomo original.

¿Por qué?

¿Fuerza vinculante en comparación con qué?

Respuestas (2)

Hay una página realmente útil sobre la energía de enlace aquí:

https://courses.lumenlearning.com/physics/chapter/31-6-binding-energy/

En particular, si ve el gráfico de energía de enlace por nucleón, verá que, en general, la energía de enlace debería aumentar proporcionalmente al número de nucleones.

Número de nucleones frente a energía de enlace por nucleón

Cuando ocurre la fisión, se divide típicamente en dos o tres fragmentos de fisión, estos son los elementos resultantes de los que está hablando. Sin embargo, los neutrones, protones, electrones y un montón de otras partículas tienen la probabilidad de ser liberados debido a este evento de fisión. Estos reducen el número total de 'nucleones' en los fragmentos de fisión resultantes. Además, después de la fisión, cada objeto se separa con algo de energía cinética.

En resumen, la fuerza de enlace es proporcional al número de nucleones, pero todos los nucleones en el átomo original no se recuperarán en los fragmentos.

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Ahora echemos un vistazo a la fisión. Un ejemplo de fisión es cuando un átomo de uranio-235 se divide por un neutrón en un átomo de bario-144, un átomo de criptón-89 y tres neutrones. Ahora, mirando el gráfico, la energía de enlace por nucleón para el uranio es de aproximadamente 7,6 MeV y para el bario de alrededor de 8,3, lo que da un aumento en la energía de enlace durante la fisión de aproximadamente 0,7 MeV por nucleón, o un total de 164,5 MeV.

La aparición de neutrones adicionales es crucial para el asunto de la energía nuclear. A medida que avanza hacia núcleos cada vez más pesados ​​en la tabla nuclear, el número de neutrones en relación con los protones se hace cada vez más grande. Por lo tanto, si un núcleo pesado como el uranio se divide en dos núcleos de tamaño mediano, hay demasiados neutrones alrededor para caber cómodamente en esos dos núcleos. Por lo tanto, siempre quedan algunos neutrones sobrantes.

Los dos núcleos se separan muy rápidamente. La energía está disponible porque la masa total del lado derecho es menor que la del lado izquierdo. Aunque el número de protones y neutrones es el mismo, los núcleos de criptón y bario están más unidos que el uranio; su energía de enlace es mayor.