नाभिकीय बंधन ऊर्जा

Nuclear binding energy

परमाणु बंधन ऊर्जा एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा है। यह तब निकलने वाली ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है जब न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) एक नाभिक बनाने के लिए एक साथ आते हैं और परमाणु नाभिक और परमाणु प्रतिक्रियाओं की स्थिरता को समझने में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है।

परमाणु बंधन ऊर्जा :मूल अवधारणा

• परमाणु नाभिक में, प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, और समान आवेश एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। परमाणु बंधन ऊर्जा इस इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण पर काबू पाती है और नाभिक को एक साथ रखती है।
•  जब प्रोटॉन और न्यूट्रॉन एक साथ आते हैं और एक नाभिक बनाते हैं तो बंधन ऊर्जा मुक्त होती है। यह दृढ़ परमाणु बल के कारण है, जो एक छोटी दूरी का बल है जो न्यूक्लियॉन के बीच कार्य करता है और उन्हें एक साथ बांधने के लिए जिम्मेदार है।
•  किसी नाभिक का द्रव्यमान उसके व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग से कम होता है। आइंस्टीन के द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता सिद्धांत ($E=mc^{2},$) के अनुसार द्रव्यमान में अंतर, बंधनकारी ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।

गणितीय समीकरण

परमाणु बंधन ऊर्जा ($E_{binding}$​) की गणना समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

$E_{binding}$=($Total\;mass\;of\;individual\;protons\;and\;neutrons$)−($Mass\;of\;nucleus$)$\cdot c^{2},$;

जहाँ:

   $E_{binding}$परमाणु बंधनकारी ऊर्जा है।

   व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का कुल द्रव्यमान उनके द्रव्यमान का योग है।

   नाभिक का द्रव्यमान परमाणु नाभिक का वास्तविक द्रव्यमान है।

   $c$ प्रकाश की गति है, लगभग $3\times 10^{8},$ मीटर प्रति सेकंड ($m/s$)।

बाइंडिंग ऊर्जा आमतौर पर इलेक्ट्रॉनवोल्ट ($eV$) या मेगा-इलेक्ट्रॉनवोल्ट ($MeV$) में व्यक्त की जाती है।

आरेख

परमाणु बंधन ऊर्जा की अवधारणा को दर्शाने वाला एक सरलीकृत आरेख इस तरह दिख सकता है:

 Atomic Nucleus
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|    Protons    |
|               |
|    Neutrons   |
|               |
|    Binding    |
|    Energy     |
|               |
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आरेख में, आप एक परमाणु नाभिक देख सकते हैं जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन दोनों हैं। बंधनकारी ऊर्जा वह ऊर्जा है जो न्यूक्लियॉन को एक साथ रखने के लिए आवश्यक होती है और यह दृढ़ परमाणु बल से जुड़ी होती है।

प्रमुख बिंदु

•    परमाणु बंधन ऊर्जा एक परमाणु नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा है।
•    यह तब मुक्त होता है जब प्रबल परमाणु बल के कारण न्यूक्लियॉन एक साथ आकर एक नाभिक बनाते हैं।
•    बंधन ऊर्जा परमाणु नाभिक की स्थिरता के लिए जिम्मेदार है।

संक्षेप में

परमाणु बंधन ऊर्जा परमाणु भौतिकी में एक मौलिक अवधारणा है, जो उस ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करती है जो परमाणु नाभिक को एक साथ रखती है। यह परमाणु स्थिरता, परमाणु प्रतिक्रियाओं और परमाणु विखंडन और संलयन जैसी प्रक्रियाओं में ऊर्जा रिलीज को समझने के लिए आवश्यक है।