sciencetalk

Bij de toepassing van energie opwekking door kernsplitsing en / of kernfusie komen (uiteraard) grote hoeveelheden energie vrij.
1 Is de vrijgekomen energie uitsluitend "bindings" energie door het feit dat andere elementen gevormd worden .......of
worden ook de massa (en het bestaan ) van elementaire deeltjes omgezet in energie volgens e= mc^2
(Zijn het aantal (en soort) elementaire deeltjes voor en na het proces gelijk ?)
2. Zijn er elementaire deeltjes die bij voornoemde processen niet omgezet worden in energie ?
3. Zijn er elementaire deeltjes die zich "uberhaut" niet/nooit laten omzetten in energie ?

Human schreef: ↑zo 04 apr 2021, 20:39 Bij de toepassing van energie opwekking door kernsplitsing en / of kernfusie komen (uiteraard) grote hoeveelheden energie vrij.
1 Is de vrijgekomen energie uitsluitend "bindings" energie door het feit dat andere elementen gevormd worden .......of
worden ook de massa (en het bestaan ) van elementaire deeltjes omgezet in energie volgens e= mc^2
(Zijn het aantal (en soort) elementaire deeltjes voor en na het proces gelijk ?)
2. Zijn er elementaire deeltjes die bij voornoemde processen niet omgezet worden in energie ?
3. Zijn er elementaire deeltjes die zich "uberhaut" niet/nooit laten omzetten in energie ?

kernsplitsing en / of kernfusie gaat om bindingsenergie tussen deeltjes volgens mij. Om elementaire deeltjes in energie om te zetten heb je bv antimaterie nodig of hele hoge energie zoals in deeltjes versnellers. Een deeltje en zijn antideeltje worden samen volledig in energie omgezet. Gelukkig daarom zijn er niet zoveel antideeltjes.

Onder bindingsenergie verstaan we de minimale hoeveelheid energie die nodig is twee deeltjes die gebonden zijn van elkaar te scheiden. Het is het equivalent van het zogenaamde massa defect.

Een helium kern b.v. bestaande uit 2 protonen en 2 neutronen is 0,8% lichter dan 4 losse waterstof atomen. Deze 0,8% minder massa is feitelijk de bindingsenergie die vrij komt c.q. nodig was om het element te vormen.

Oei,

Bedoelen jullie dat er geen elementaire deeltjes omgezet worden in energie, enkel een "herschikking" ?
Hoe komt het dan dat men in de desbetreffende literatuur altijd leest dat bij een kernbom / kernsplitsing en een waterstofbom / kernfusie ........ een aanzienlijke hoeveelheid massa omgezet wordt in energie.

Niet een aanzienlijke massa maar een kleine hoeveelheid massa die wordt omgezet in een aanzienlijke hoeveelheid energie. Ik weet niet hoe groot het massaverlies is, maar het is zo klein dat je het met een keukenweegschaal niet kunt meten.

Misschien helpt dit voorbeeld: de splijtingsreactie van U-235 + n → Ba-144 + Kr-90 + 2n. De bindingsenergie van de uraniumkern is 0,82% van de totale massa, en de gemiddelde bindingsenergie van de splijtingsproducten Ba en Kr is 0,90%. Bij de reactie wordt dus 0,90-0,82 = 0,08% van de massa omgezet in energie, dat is het massadefect van de reactie.

(bewerkte afbeelding uit wikipedia)

De energie die vrijkomt bij een kernsplitsing is de bindingsenergie van het oorspronkelijke atoom. Er worden twee nieuwe kernen gevormd en daar komt energie bij vrij. Maar de losse protonen, neutronen en elektronen worden niet omgezet in energie. Om dat laatste te kunnen doen moeten we protonen met elkaar laten botsen in een krachtige deeltjes versneller zoals de LHC. Maar zelfs dan komt niet alle energie vrij want een proton breekt dan op in zijn 3 quarks en elk van die quarks bevat nog steeds energie. En omdat één van de eigenschappen van quarks is dat hun onderlinge aantrekkingskracht juist omgekeerd evenredig is aan de afstand (tot een bepaalde limiet) zullen quarks weer naar elkaar toe gaan en direct verschillende nieuwe deeltjes vormen.

Nu bevat een elementair deeltje dus een bepaalde hoeveelheid energie. Maar zo'n deeltje bestaat in tegenstelling tot b.v. het proton niet uit kleinere deeltjes. Dus zo'n deeltje hard laten botsen heeft niet het zelfde effect als bij een proton. Een muon b.v. is onstabiel en vervalt in 3 deeltjes: elektron en 2 neutrino's. Er komt daarbij geen foton dus geen energie vrij. Maar het elektron wat hier dan uit voortkwam is zelf stabiel. Een elektron kan wel een foton absorberen en weer uitstralen maar daarna blijft het weer het gewone elektron. Je kunt er dus geen verdere energie uit vrijmaken net zo min als dat je water dat al bevroren is niet nog een keertje kan bevriezen.

Bij het laten botsen van elektronen komt bremsstrahlung vrij maar dat is feitelijk in straling omgezette kinetische energie en niet de energie van een elektron in rust.

<<modknip>>
....................
@jklien @Bladerunner,
Bedankt, heel verhelderend en weeral een duidelijkheid meer en een misvatting minder.

Opmerking moderator

klazon schreef: ↑ma 05 apr 2021, 16:22 Niet een aanzienlijke massa maar een kleine hoeveelheid massa die wordt omgezet in een aanzienlijke hoeveelheid energie. Ik weet niet hoe groot het massaverlies is, maar het is zo klein dat je het met een keukenweegschaal niet kunt meten.

de grootste wartersofbom ooit was de Tsar Bomba. die had een kracht van 50Megaton TNT en daarbij werd 2.3kg massa in energie omgezet vanuit fusie van 327 kg waterstof tot helium dus maar ca 0.7% van het gewicht aan waterstof is verdwenen als je het omzet in helium, maar het totale aantal kerndeeltjes is dus niet verandert alleen hebben ze samen minder energie gekregen.

Zowel Tsar-Bomba als de bom de bom op Hiroshima vallen buiten het bereik van mijn keukenweegschaal (5-2000 gram).

@Pa Pinkelman,
Dank U, bij mij ook.

HansH schreef: ↑ma 05 apr 2021, 19:53

klazon schreef: ↑ma 05 apr 2021, 16:22 Niet een aanzienlijke massa maar een kleine hoeveelheid massa die wordt omgezet in een aanzienlijke hoeveelheid energie. Ik weet niet hoe groot het massaverlies is, maar het is zo klein dat je het met een keukenweegschaal niet kunt meten.

de grootste wartersofbom ooit was de Tsar Bomba. die had een kracht van 50Megaton TNT en daarbij werd 2.3kg massa in energie omgezet vanuit fusie van 327 kg waterstof tot helium dus maar ca 0.7% van het gewicht aan waterstof is verdwenen als je het omzet in helium, maar het totale aantal kerndeeltjes is dus niet verandert alleen hebben ze samen minder energie gekregen.

Volgens sommige bronnen was hij zelfs zwaarder. 56MT

Was oorspronkelijk bedoeld als 100MT bom.

klazon schreef: ↑ma 05 apr 2021, 16:22 maar het is zo klein dat je het met een keukenweegschaal niet kunt meten.

Pa Pinkelman schreef: ↑ma 05 apr 2021, 22:48 Zowel Tsar-Bomba als de bom de bom op Hiroshima vallen buiten het bereik van mijn keukenweegschaal (5-2000 gram).

Human schreef: ↑di 06 apr 2021, 10:37 @Pa Pinkelman,
Dank U, bij mij ook.

grappig dit: De ene keukenweegschaal kan het niet meten omdat het te klein is en de andere niet omdat het te groot is.
of is dat nu net het verschil tussen brut en netto?

@Hansh,
Ook grappig .... was grappig .. en ook maar dat denk ik.
Whats in a name ?