原子核の結合エネルギー
原子核の質量は、別々の陽子と中性子の和よりわずかに小さい。この失われた質量は消えたのではなく、核をまとめる結合エネルギーになった。鉄の核がどの元素よりも最も強く結合しており、だから軽い核同士を融合させても重い核を分裂させても、鉄に向かって進む過程でエネルギーが出る。
E = Δm · c²
- E — 結合エネルギー (J): 核をまとめるために放出・必要となるエネルギー
- Δm — 質量欠損 (kg): 別々の陽子と中性子と比べて失われた質量
- c — 光の速さ (m/s): 約 3×10⁸ m/s の巨大な定数
ある核が、別々の陽子と中性子と比べて 0.01 kg の質量が足りない。その質量欠損はどれだけの結合エネルギーに相当しますか？
- Δm = 0.01 kg
- c = 3×10⁸ m/s
- E = Δm · c²
- E = 0.01 kg · (3×10⁸ m/s)²
E = 9×10¹⁴ J