El hierro (y también el níquel) tiene la energía más vinculante de cualquier núcleo. La energía de enlace es la energía requerida para desmontar el núcleo en sus partes constituyentes. Entonces, tener más energía de enlace significa tener una configuración de energía más baja.
En consecuencia, si hace que un núcleo sea más parecido al hierro, será necesario liberar parte del exceso de energía para que se conserve la energía. Para los núcleos ligeros, hacerlos más pesados (fusión) los hace más parecidos al hierro, por lo que el proceso libera energía. Para núcleos pesados, hacerlos más ligeros (fisión) los hace más parecidos al hierro, por lo que el proceso libera energía.
¿Pero por qué hierro?
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Bueno, cada nucleón (protón o neutrón) que agrega al núcleo agrega más energía de unión, debido a los fuertes (atractivos) enlaces de fuerza nuclear aportados por ese nucleón. Pero esos fuertes enlaces de fuerza son de corto alcance. Solo se sienten sobre una región local del núcleo.
Por el contrario, cada protón que agrega al núcleo también agrega repulsión, debido a la fuerza mucho más débil de la coulomb (eléctrica). Pero esa fuerza es de largo alcance; se siente globalmente, en todo el núcleo. Esto tiene el efecto de reducir la energía de unión nuclear.
Por lo tanto, cuanto más grande sea el núcleo, más partículas se verán afectadas por la fuerza repulsiva del culombio. Y así, para los núcleos pesados, la fuerza de coulomb domina. Agregar protones al núcleo le da una configuración de energía más alta. Para núcleos ligeros, la fuerza fuerte domina. Agregar más protones al núcleo le da una configuración de energía más baja.
El hierro ocurre en la configuración correcta donde la favorabilidad de ambos procesos se cruza allí. Puede ver esto en la curva de energía de enlace, que se muestra aquí:
