* 核結合エネルギー: これは、原子の核を個々の陽子と中性子に分解するために必要なエネルギーです。より高い結合エネルギーは、より安定した核を示します。
* 粒子あたりの結合エネルギー: これは、結合エネルギーを核の核子数(陽子と中性子)の数で割ったものです。それは、各核が核内でどれほど強く結合しているかを測定します。
なぜ軽い要素が粒子あたりの結合エネルギーが低い理由:
* 強い核力: この力は、核内で陽子と中性子を一緒に保持します。それは短い距離で非常に強いですが、核子間の距離が増加するとすぐに弱くなります。
* 静電反発: ポジティブに帯電している陽子は、お互いを撃退します。この力は、核内の陽子の数が増加するにつれて増加します。
* バランス: 軽い核では、強い核力がより支配的ですが、核が大きくなるにつれて、静電反発はますます重要になります。これにより、粒子あたりの結合エネルギーが減少します。
例:
* 水素: その核は単一のプロトンで構成されているため、粒子ごとの結合エネルギーは本質的にゼロです。
* ヘリウム: 水素と比較して粒子ごとに比較的高い結合エネルギーを持っていますが、より重い元素よりもまだ低いです。
重要な注意: 粒子あたりの結合エネルギーは鉄の周りのピークに達します(Fe) 。鉄よりも重い元素は、粒子あたりの結合エネルギーが低いため、安定性が低く、核核分裂によりエネルギーを放出することができます。