¿De dónde proviene el aumento de la ‘energía de unión por nucleón’ en la fisión / fusión nuclear?

Answer 1

La fisión nuclear y la fusión son procesos muy diferentes, pero no procesos opuestos en el sentido de que podrían ser inversos entre sí. Ellos no son. Si una fusión de pequeños nucleidos da como resultado un nucleido inestable, se descompondrá por los procesos habituales, alfa, beta o gamma.

La fisión ocurre en algunos nucleidos muy grandes, a veces se fisión espontáneamente. Para estos casos, la fisión espontánea puede considerarse un cuarto modo de descomposición, pero es un proceso muy complicado. Es más como el colapso de un silo de maíz alto. ¿Has visto videos de eso? Mientras sigue cayendo, el silo se rompe en dos piezas grandes pero desiguales con una variedad de ladrillos pequeños. Por supuesto, cuando las piezas tocan el suelo, se rompen aún más en una pila de escombros.

Sugiero que la similitud se debe a que los protones y los neutrones se unen entre sí de manera similar a como los ladrillos se unen entre sí mediante mortero. No existe una fuerza dirigida centralmente para unir las cosas. Un rompecabezas ensamblado es una analogía bidimensional. Las piezas se entrelazan con sus vecinos.

OK, más al punto de su pregunta, algunos de los escombros de un evento de fisión son protones y neutrones no unidos. Ya no están atados a nada, por lo que la energía de unión que los sostenía tiene que ir a algún lado. La energía de unión por nucleón es obviamente un promedio: la energía de unión total dividida por el número de nucleones unidos.

Answer 2

La energía de unión por nucleón se puede definir como la energía requerida para extraer un nucleón del núcleo.

Pero trate de visualizarlo desde el punto de vista del nucleón. Es fuertemente atraído por la fuerza nuclear (no por la Fuerza Fuerte) y debido a esa fuerza nuclear, tiene una enorme energía potencial negativa. La energía potencial negativa es enorme porque también tiene que superar la repulsión protón-protón.

Después de una transformación nuclear, tenemos un núcleo que tiene una mayor energía de unión por nucleón, lo que significa que se necesita mucha más energía para extraer un nucleón del nuevo núcleo. Lo que esto significa es energía potencial también, se ha vuelto altamente negativo.

Entonces, podemos ver, desde la perspectiva de nucleon, ha ganado “energía potencial negativa”. Y por la Equivalencia de Energía-Masa de Einstein, esta energía potencial negativa, matemáticamente se imita en forma de masa negativa. Y esto explica con precisión el defecto de masa.

La falla está en la declaración que usted dio. El nucleón no gana energía de enlace. En realidad gana energía potencial negativa. Y para comprender cómo ganó energía potencial negativa, aquí hay una analogía:

Toma una pelota y mantenla sobre una mesa. Tiene energía potencial gravitacional negativa, pero hay un punto donde su energía potencial negativa será mayor, que en realidad es el suelo. Entonces, si golpeas esa bola, puede moverse hacia el borde y caer, lo que significa que gana energía potencial negativa. ¿Ahora puedes ver dónde estaba la energía extra? En nuestra analogía, la pelota gana energía potencial negativa y energía cinética positiva. Pero a escala nuclear, esto aparece en forma de energía cinética del núcleo principal o productos secundarios, que en realidad a escala microscópica es el calor.

O en otras palabras simples, podemos decir que el nucleón ganó energía potencial negativa, pero al mismo tiempo, apareció energía positiva en forma de energía cinética de los productos. La energía se conserva.

Espero haber dejado claro el punto. ¿Aún dudas? Pregúntame en los comentarios 🙂

Answer 3

De la masa de los nucleones. La masa resultante del núcleo es menor que las masas del neucleón individual. Parte de su masa se convierte en energía de enlace.

Answer 4

Los. La energía está ahí todo el tiempo cuando los núcleos se separan y se redistribuyen con la distancia. Es parte de la energía potencial. Entra en vigor cuando la separación es pequeña y la repulsión electrostática no es efectiva.