¿Qué es exactamente la energía de enlace y cómo se libera la energía en una fusión nuclear?

La energía de enlace de un núcleo se puede encontrar usando la fórmula

mi = Δ metro C 2

Aquí, Δ metro es el defecto de masa del núcleo. Ahora, en una reacción de fusión nuclear, combinamos dos elementos más livianos en un elemento más pesado. Pero en esta reacción, la masa total de los dos elementos iniciales es mayor que la del elemento más pesado. Entonces algo de masa Δ metro se convierte en energía. Pero no debería esta energía liberada ( Δ metro C 2 ) intervienen en la formación de la energía de enlace para el núcleo? Pero entonces, ¿por qué todavía se libera energía en el entorno?

Respuestas (1)

La energía de enlace nuclear es la energía que debe agregarse a un núcleo para separarlo en sus protones y neutrones constituyentes. Otra forma de verlo es que es la energía neta que se liberaría si juntaras un grupo de protones y neutrones con tanta fuerza que la fuerza nuclear fuerte de corto alcance los combinara en un núcleo.

Dado que la energía de enlace siempre es positiva, la masa de un núcleo es menor que la suma de las masas de sus nucleones individuales. Por lo tanto, la energía de enlace a veces se denomina defecto de masa o déficit de masa de un núcleo.

El número clave es la energía de enlace promedio por nucleón. Este es un valor mínimo para el hidrógeno (que tiene una energía de enlace cero ya que su núcleo es un solo protón), aumenta desde el hidrógeno hasta el hierro y luego vuelve a disminuir para los elementos que se encuentran más adelante en la tabla periódica que el hierro (esto es una ligera simplificación; hay un gráfico de la forma real de la curva aquí ).

Entonces, si fusionas dos núcleos que son más livianos que el hierro, el defecto de masa del núcleo fusionado es mayor que el defecto de masa de los núcleos originales. Dado que el defecto de masa aumenta , la masa del núcleo combinado es más pequeña que las masas combinadas de los núcleos originales, y la masa "faltante" se libera como energía. De manera similar, si divide o fisiona un núcleo que es más pesado que el hierro, el defecto de masa también aumenta y se libera energía.

the mass of the combined nucleus is smaller than the combined masses of the original nuclei, and the “missing” mass is released as energy. Sí, ¿y esta misma masa "faltante" no debería convertirse en energía de enlace para mantener unidos los núcleos combinados?
@ Jdeep No. El defecto de masa es la energía de enlace. No tiene que agregar más energía cuando fusiona núcleos livianos; en cambio, parte de la energía de unión presente en los núcleos originales se "reembolsa" y se libera al medio ambiente. Si le debe a su hermano dos préstamos de $ 25 cada uno, pero él acepta cancelar toda la deuda si le paga $ 30, entonces usted está $ 20 mejor que antes.
En mi humilde opinión, sería menos confuso si se llamara "energía no vinculante".
¿Qué es exactamente la energía de enlace y cómo se libera la energía en una fusión nuclear?
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