1. Massdefekt och bindande energi:
* Massdefekt: Den totala massan av dotterkärnorna efter fission är något mindre än massan av den ursprungliga moderkärnan. Denna skillnad i massa, kallad "massdefekt", omvandlas till energi enligt Einsteins berömda ekvation E =mc².
* bindande energi: Den energi som krävs för att hålla nukleonerna (protoner och neutroner) tillsammans i en kärna kallas den bindande energin. Fission frigör energi eftersom dotterkärnorna har en högre bindande energi per nukleon än moderkärnan. Detta innebär att dotterkärnorna är mer stabila och har ett lägre massa-energiförhållande.
2. Fission Energy Release:
Energin som frigörs i fission är främst i form av:
* Kinetic Energy of Fission Products: Dotterkärnorna kastas ut med mycket hög kinetisk energi.
* kinetiska energi av neutroner: Flera neutroner frisätts under fission och bär betydande kinetisk energi.
* gamma -strålning: Gamma-strålar med hög energi släpps också ut under fissionsprocessen.
Beräkning:
1. Bestäm massfel: Subtrahera den totala massan av dotterkärnorna och emitterade neutroner från massan av den ursprungliga kärnan.
2. Konvertera massfel till energi: Multiplicera massfel med hastigheten på ljus kvadrat (C²) med användning av omvandlingsfaktor 1 atommassenhet (AMU) =931,5 meV/C².
Exempel:
Klyftan av uran-235 (U-235) kan representeras enligt följande:
`` `
⁴⁴ba + ⁹²Kr + 3 neutroner → ²³⁵u + energi
`` `
* Massdefekt: Massdefekten i denna reaktion är ungefär 0,215 AMU.
* Energi släppt:
* E =MC² =(0,215 AMU) * (931,5 MeV/C²) =200,7 MeV
Därför frigörs cirka 200,7 MeV energi per fissionhändelse av U-235.
Obs: Energin som frigörs i fission kan variera något beroende på de specifika dotterkärnorna som produceras och energin från de utsända neutronerna och gammastrålarna.
Praktiska applikationer:
Energin som frigörs i kärnklyvning utnyttjas för att generera el i kärnkraftverk. Fission spelar också en roll i kärnvapen och utvecklingen av annan kärnkraftsteknik.
