بائنڈنگ انرجی
From Wikipedia, the free encyclopedia
کسی ایٹم کے نویہ (nucleus) کو اپنے اجزا میں توڑنے کے لیے جتنی توانائی کی ضرورت ہوتی ہے وہ اس مرکزے کی بائنڈنگ انرجی یا انفصالی توانائی[1] یا ترکیبی اتحادی توانائی[2] کہلاتی ہے۔
کسی مادے کے سب سے چھوٹے ذرے کو جوہر کہتے ہیں جس کے مرکز میں نویہ ہوتا ہے جو نیوٹرون اور پروٹون سے بنا ہوتاہے اور اس کے گرد مختلف مدار میں الیکٹران گردش کرتے ہیں۔ کسی بھی ایٹم کا 99.9 فیصد سے زیادہ وزن اس کے مرکزے کی وجہ سے ہوتا ہے۔
جب ایک نیوٹرون اور پروٹون ایک دوسرے سے جڑتے ہیں تو کچھ توانائ خارج ہوتی ہے۔ جب تک اتنی ہی توانائی دوبارہ نہ ملے یہ نیوٹرون اور پروٹون ایک دوسرے سے جدا نہیں ہوتے۔ توانائی کی یہ مقدار ان کی binding energy ہے۔ مرکزہ اگرچہ نیوٹرون اور پروٹون کے ملنے سے بنا ہوتا ہے لیکن اس کی کمیت ہمیشہ ملنے والے اجزا کی مجموعی کمیت سے کم ہوتی ہے۔ کمیت کی یہ کمی آئن سٹائن کی مساوات E = mc2 کے مطابق توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ مادے میں ہونے والی اس کمی کو mass deficit, mass defect یا mass packing fraction بھی کہتے ہیں۔
ایک پروٹون کی کمیت 1.6726x10−24 گرام ہوتی ہے یعنی 1.00728 amu
ایک نیوٹرون کی کمیت 1.6749x10−24 گرام ہوتی ہے یعنی1.00866 amu (نیوٹرون پروٹون سے 0.14% بڑا ہوتا ہے۔ )
ایک الیکٹرون کی کمیت ایک پروٹون کا 1/1837 حصہ ہوتی ہے یعنی 0.000549 amu
ایک ہیلیم کے ایٹم کے مرکزے میں دو پروٹون اور دو نیوٹرون ہوتے ہیں جن کی کمیت کل ملا کر 4.03188 amu بننی چاہیے مگر پیمائش کرنے پر حاصل ہونے والی کمیت اس سے لگ بھگ 0.75 فیصد کم ہوتی ہے یعنی 4.00153 amu ہوتی ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ دو پروٹون اور دو نیوٹرون جب ملکر ہیلیم کا مرکزہ بناتے ہیں تو 0.03035 amu کے برابر مادہ تحلیل ہو کر توانائ بن جاتا ہے۔ یہ توانائی گاما شعاع کی شکل میں خارج ہوتی ہے جس کی توانائی دوکروڑ 83 لاکھ الیکٹران وولٹ ہوتی ہے۔ یہ توانائی کی بہت بڑی مقدار ہے۔ عام کیمیائی بند (chemical bond) توڑنے کے لیے اس سے کہیں کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے مثلاً ہائیڈروجن کے ایٹم سے الیکٹران نکالنے کے لیے صرف 13.6 الیکٹران وولٹ کی ضرورت پڑتی ہے۔
ایٹم بم اور ہائیڈروجن بم سے نکلنے والی توانائی دراصل یہی بائینڈنگ انرجی ہوتی ہے۔ اس کے برعکس بارود، ٹی این ٹی، نائیٹروگلسرین یا RDX کے پھٹنے سے نکلنے والی توانائی کیمیائی بند (chemical bond) کے ٹوٹنے اور کمتر توانائی کے نئے کیمیائی بند بننے سے خارج ہوتی ہے۔
سورج اور دوسرے ستاروں کی چمک دمک بھی اسی بائینڈنگ انرجی کا نتیجہ ہے۔ ایٹمی بجلی گھر سے حاصل ہونے والی بجلی بھی اسی بائینڈنگ انرجی سے حاصل ہوتی ہے۔