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{{expert|time=2010-11-28T03:52:51+00:00|subject=核技术}}
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{{noteTA|G1=核能}}
[[File:Centrale nucleare di Caorso - Piscina Pila Nucleare.jpg|thumb|right|260px|核裂變發電機組]]
'''核结合能'''（{{lang-en|Nuclear binding energy}}），又稱為'''原子能'''或'''核能'''，是由组成[[原子核]]的[[核子]]之间发生的反应释放出的能量。同等质量下，原子能比[[化学反应]]中释放的热能要大数百万倍，例如原子量为235的[[铀]]元素，通过[[核裂变]]释放的能量约为200,000,000[[电子伏特]]，而原子量为12的[[碳]]元素，通过燃烧这种化学反应释放的能量仅为4.1电子伏特<ref>[http://202.38.8.9/beijing/ShowArticle.asp?ArticleID=28]{{dead link|date=2018年3月|bot=InternetArchiveBot|fix-attempted=yes}}</ref>。

1905年，物理学家[[阿尔伯特·爱因斯坦]]提出[[狭义相对论]]，之后作为推论，又提出质能方程[[E=mc²]]，其中E=能量，m=质量，c=[[光速]]常量。自此核能得到科学的解释和开发利用。

== 实验测量 ==

原子核由中子和质子构成。每个中子和质子都有自己的质量。但由于强相互作用与库伦相互作用的存在，一个原子核的质量不完全等于每个中子和质子的质量和。

比如氦原子核的质量M(<math>He_2^4</math>) = 4.002603原子质量单位（u），质子（即氢原子核）的质量M(<math>H_1^1</math>) = 1.007825 u，中子的质量M(n) = 1.008665 u。氦核（<math>He_2^4</math>）的质量与组成它的两个质子与两个中子的质量和不同：

2×M(<math>H_1^1</math>) + 2×M(n) = 2×1.007825 u + 2×1.008665 u = 4.032980 u;

M(<math>He_2^4</math>) = 4.002603u.

其差值为：

△M = 4.032980 u - 4.002603 u = 0.030377 u.

当两个质子和两个中子组成一个氦核时，要损失△M = 0.030377 u的质量。通过爱因斯坦的质能方程，可以算出由两个质子和两个中子形成一个氦核所释放的能量：ΔE＝ΔM × <math>{c^2} </math> = 28.30兆电子伏特（MeV）。

== 原理 ==
核结合能主要由强相互作用引起。其中包括体积能、表面能、库伦排斥能、对称能和对能等组成。<ref name="曾谨言">《粒子物理与核物理讲座》 [[曾谨言]]</ref>
=== 液滴模型 ===
{{主條目|液滴模型}}
由于原子核的结构与水滴的结构十分相近，可将原子核近似看做密度十分巨大的液滴来处理，这就是原子核的液滴模型<ref name="曾谨言"/>。

==结合能与比结合能==

很显然，组成原子的[[核子]]越多，它的结合能就越高。因此，我们不妨将原子核的结合能与核子数之比定义为一个新的物理量——'''比结合能'''（又称'''平均结合能'''）。比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定。精密的物理检测表明对于质量数偏低的原子，核子比结合能随着质量数的增大而增大，而在镁和[[铁]]之间达到最大，之后便随着质量数的增大而减小。因此可以得出，当重原子裂变成两个或多个原子时，生成原子的结合能总和会大于原来重原子所具有的结合能，此间的差值便会以热能的形式释放出来，这便是[[核裂变]]反应。反之，当几个轻原子结合，合成原子的结合能大于原本所有原子结合能之和，这便是[[核聚变]]反应放出能量的来源。

==应用==
核能因为其巨大的能量具有强大的应用潜力但同时如果应用不当，落入反和平人士手中，其高强度能量却有可能变成全人类的灾难。核能一直备受抵制却不可替代。
核能的应用主要集中在以下幾種形式：
*[[核电站]]
*醫療（放射性治療）
*小型核能动力装置
*[[核武器]]

== 参见 ==
{{Portal box|可持续发展|能源|可再生能源}}
*[[國際原子能機構]]（IAEA）
*[[核動力]]
*[[核裂变]]
*[[核聚变]]

==文献==
{{reflist}}

==外部連結==
* {{Commonscat|Nuclear binding energy}}

{{wikisource|原子能法}}

{{原子核物理学}}

{{Authority control}}

[[Category:核能| ]]
[[Category:原子核物理学]]
[[Category:能源]]
[[Category:核化学]]