¿De dónde viene la energía de un hidrógeno y una bomba atómica?

Por la descripción, supongo que ya sabe que la fisión nuclear y la fusión son responsables de la energía de las bombas nucleares. En cuanto a de dónde proviene esa energía, tomemos la fisión, por ejemplo.

La fisión del uranio-235 puede ocurrir de la siguiente manera:

U-235 + n → Ba-141 + Kr-92 + 3n

Puede ver claramente aquí que el número de masa se conserva. Así que aparentemente no se pierde masa. ¿De dónde vino la energía?

La respuesta se encuentra en la energía vinculante . Podemos dejar la explicación física del proceso para más adelante.

La energía producida en una bomba proviene tanto de la fisión como de la energía cinética de los productos de la fisión. La energía producida a partir de una libra de uranio llega a casi 8 kilotones de TNT. Por lo tanto, una bomba como Little Boy habría usado casi 2 libras de uranio para producir su explosión de 16 kilotones Little Boy – Wikipedia.

El poder destructivo de la bomba es aportado por otros factores más. La fisión proporciona el calor básico y la onda de choque que se ve. Estos son los más destructivos. Los escombros potenciales y las lesiones de metralla son secundarios, y son muy bajos en comparación con los dos primeros factores.

La energía liberada tanto en fisión como en fusión proviene de la energía de unión. Esta es la energía que mantiene unido el núcleo. Los productos de fisión o fusión son más estables (se mantienen unidos más firmemente). La diferencia entre la energía utilizada para mantener unido el núcleo padre y la energía que mantiene unidos a los productos hijos es la energía liberada en la reacción de fisión o fusión. La energía real que se libera proviene de la conversión de una pequeña cantidad de masa en la ecuación de IAW Einstein de energía (el cuadrado de la velocidad de la luz es un número muy elevado). La masa de los productos de fisión o fusión es menor que la masa del núcleo original. Es esta masa delta la que explica la energía liberada.

Otra respuesta aquí menciona e = mc ^ 2. Muerto en eso. Como referencia, un gramo de materia convertida completamente en energía produce alrededor de 90 terajulios de energía, el equivalente a 21000 toneladas de TNT. Esto es ligeramente mayor que el rendimiento explosivo de Fat Man, la bomba que destruyó a Nagasaki.

La fisión y la fusión solo convierten un poquito de materia en energía, pero ese poquito es más que suficiente. De hecho, representa casi todo el poder destructivo de una bomba nuclear. Una pequeña fracción proviene de la energía química en las lentes explosivas que inician la reacción, pero eso es tan poco en relación con el rendimiento final que prácticamente se pierde en el ruido.

En un caso como Hiroshima, se extrajeron aproximadamente 1,4 kg de uranio / plutonio. Había alrededor de 140 kg de ella. La pequeña cantidad que se fisionó causó daños masivos. Entonces sí. En este caso, ese pedacito destruyó todo en un radio de varias millas.