Miért jár energiafelszabadulással a maghasadás és magfúzió?

A [link] izotópok menüpontban nézd meg az elemek tömegét.

A vasnál feltűnően kevés.

A hiányzó tömeg valószínűleg kijött belőle, mikor a nukleonok egyesültek.

Mi történik, ha a hidrogén héliummá egyesül? A hidrogénnek van egy protonja és egy elektronja. A héliumnak van kettő protonja, kettő elektronja és kettő neutronja. 4 hidrogénatomból lesz egy héliumatom. Mivel a neutron és a proton tömege azonos, így a fúzió során keletkező végtermék két elektronnyi tömeggel kevesebb, mint a kiinduló tömeg. Ez a két elektronnyi tömeg alakul át energiává, és kisugárzódik a fúzió során.

Ahhoz, hogy a négy hidrogénatomból egy héliumatomot készítsünk, igen nagy hőre és nyomásra van szükség, vagyis igen nagy mennyiségű energiát kell befektetni ahhoz, hogy a fúzió végbemenjen. Ám ennél a befektetett energiamennyiségnél jóval nagyobb energiamennyiség szabadul fel a négy hidrogénatom fúzionálása során. Vagyis sok energiát kell ugyan befektetni, de lényegesen többet lehet kinyerni, vagyis a mérleg nyelve összességében a pozitív felé fog billenni. Ez egészen a vasatomig igaz; a vasatom az első olyan elem, amely fúzionálásához már több energia szükséges, mint amennyi felszabadul a fúzió során.

#3

" így a fúzió során keletkező végtermék két elektronnyi tömeggel kevesebb, mint a kiinduló tömeg"

Szerintem meg ponthogy beszíjja azt a két elektront a proton, amikor neutronná alakul, különben hogy tűnne el a töltés?

Még számtanilag is kijön:

1.672621777(74)×10−27 kg +9.10938291(40)×10−31 kg =1.674927351(74)×10−27 kg

3-as: Ezek természetesen zagyvaságok. A proton és a neutron tömege nem egyforma (a neutron nehezebb), és a fúzióban nem vesznek részt elektronok. A többlettöltést (ami a proton-neutron átalakulás során eltűnik) két pozitron viszi el.

Tehát például:

4 p = 1 He + 2 e+

Bár ez a reakció nem jellemző.

A 4 proton tömege elvileg kisebb lenne, mint a keletkező 2 proton, 2 neutron és két pozitron. Az egyenlet jobb oldalán mégis kisebb lesz a tömeg, mint a bal oldalon. Pontosan ez a tömeghiány adja a kötési energiát.

Kedves kérdező. Az a baj, hogy nem ismered pontosan a kötési energia definícióját. A kötési energia az az energia, ami akkor szabadul fel, ha a kötésben résztvevő részecskéket (jelen esetben nukleonokat) végtelen távolságról közelítjük egymás felé a kötés kialakulásáig. (Vagy másként fogalmazva a kötési energiát kell befektetni ahhoz, hogy a kötést felszakítva a nukleonokat végtelen távolságra juttassuk egymástól.)

[link]

[link]

(A "végtelen távolság" kitétel természetesen csak elméleti, azt jelenti, hogy a részecskék között már semmilyen kölcsönhatás nem áll fenn.)