Kärnfysik

En massa har energi. Massa har alltså både tyngd, tröghet och energi. Massa har energi även om både den kinetiska och den potentiella energin är lika med noll.

Massenergin, E0, i ett föremål med massan m lyder följande: E0 =m * c^2
Där c = ljusets hastighet i vakuum. Vi använder oss utav beteckningen E, när vi pratar om relativistisk energi istället för W. Det betyder att massan inte nödvändigtvis är lika stor före och efter en kärnrekation. En del av massenergin kan omvandlas till kinetiskenergi eller strålningsenergi. Men processen kan dessutom gå ut andra hållet: Koncentrerad energi kan omvandlas till partiklar.

Bevarandelagar i kärnfysiken

I kärnreaktionerna är summan av de nedre indexen lika stora på båda sidorna i reaktionsformlerna. Det är ett exempel på att laddningen  bevaras. Men också summan av de övre indexen är lika stora på båda sidorna. Det betyder att nukleontalet bevaras. Likaså gäller för totalenergin, den bevaras i alla kärnreaktioner.

Massa per nukleon

En av de mest stabila nukliderna vi känner till är Järn, vid kurvans lägsta punkt. Instabila nuklider, har relativt stor massa per nukleon. En nuklid med liten massa per nukleon har liten massenergi per nukleon. En nuklid med stor massa per nukleon har stor massenergi per nukleon. I en kärnreaktion där massan per nukleon minskar, blir den totala massenergin mindre efter reaktionen än före. Då frigörs energi i form av kinetisk energi och eventuell strålningsenergi. Det sker i kärnreaktioner som leder neråt mot kurvans lägsta punkt. Kurvan visar att det är två typer av kärnreaktioner som kan frigöra energi:

1. Två lättare kärnor kan slå sig samman och bilda en tyngre kärna. Då går vi från vänster och neråt åt höger på kurvan. En sådan reaktion kallas fusion. Det är solens energikälla.

2. En tung kärna kan dela sig i två lätta kärnor. Då går vi från höger och neråt åt vänster längs kurvan. En sådan reaktion kallas fission.

Både fusion och fission är reaktioner som går från kärnor med stor massenergi per nukleon till kärnor med mindre massenergi per nukleon. Det blir energi över som kinetisk energi och eventuellt som strålningsenergi.