Γιατί η ποσότητα ενέργειας απελευθερώνεται σε μια πυρηνική αντίδραση τόσο μεγάλη;

Η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται σε πυρηνική αντίδραση είναι τόσο μεγάλη επειδή περιλαμβάνει αλλαγές στη δομή των ατομικών πυρήνων. Όταν οι πυρήνες των ατόμων συνδυάζονται ή χωρίζονται, απελευθερώνεται ή απορροφάται σημαντική ποσότητα ενέργειας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ισχυρή πυρηνική δύναμη, η οποία συγκρατεί τα πρωτόνια και τα νετρόνια μαζί στον πυρήνα, είναι μία από τις ισχυρότερες δυνάμεις στη φύση. Η υπέρβαση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης απαιτεί μεγάλη ενέργεια και αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται όταν αναδιαμορφώνονται οι πυρήνες.

Στις πυρηνικές αντιδράσεις, η ενέργεια που απελευθερώνεται προέρχεται από τη μετατροπή της μάζας σε ενέργεια, σύμφωνα με τη διάσημη εξίσωση του Einstein E =MC². Όταν οι ατομικοί πυρήνες συνδυάζονται ή διαχωρίζονται, μια μικρή ποσότητα μάζας μετατρέπεται σε μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι πυρηνικές αντιδράσεις μπορούν να παράγουν τόση ενέργεια.

Για παράδειγμα, όταν ένα άτομο ουρανίου υφίσταται πυρηνική σχάση, χωρίζεται σε δύο μικρότερα άτομα, όπως το Krypton και το βαρύδι. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας επειδή μια μικρή ποσότητα της μάζας του ατόμου ουρανίου μετατρέπεται σε ενέργεια. Η ενέργεια που απελευθερώνεται σε μία μόνο αντίδραση σχάσης είναι ισοδύναμη με την ενέργεια που απελευθερώνεται με καύση αρκετούς τόνους άνθρακα.

Η ενέργεια που απελευθερώνεται σε πυρηνικές αντιδράσεις είναι αυτό που καθιστά δυνατά τους πυρηνικούς σταθμούς και τα πυρηνικά όπλα. Σε ένα πυρηνικό σταθμό παραγωγής ενέργειας, η ελεγχόμενη απελευθέρωση της πυρηνικής ενέργειας χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ σε πυρηνικό όπλο, η ανεξέλεγκτη απελευθέρωση της πυρηνικής ενέργειας προκαλεί μια καταστροφική έκρηξη.