核反応・核分裂・核融合
着眼点核反応では質量数と電荷（原子番号の和）が保存される。反応後に結合エネルギーの合計が増えれば、その分のエネルギーが放出される。
- 核子1個あたりの結合エネルギーは質量数60前後（鉄の付近）で最大。
- 重い原子核が分かれる（核分裂）、軽い原子核が合体する（核融合）と、1個あたりの結合エネルギーが大きくなり、エネルギーが出る。
- 放出エネルギー ＝ 反応後の結合エネルギーの和 － 反応前の和 ＝（反応前の質量 － 反応後の質量）\times c^2。
例題
1
^{14}_{\ 7}\mathrm{N} + {}^4_2\mathrm{He} \to {}^{17}_{\ 8}\mathrm{O} + \mathrm{X} の X は何か。
解答
質量数 14 + 4 = 17 + A より A = 1。原子番号 7 + 2 = 8 + Z より Z = 1。X は陽子 ^1_1\mathrm{H}。
2
重水素の原子核の結合エネルギーを 2.2\ \mathrm{MeV}、^4_2\mathrm{He} の原子核の結合エネルギーを 28.3\ \mathrm{MeV} とする。重水素の原子核2個が融合して ^4_2\mathrm{He} になるときに放出されるエネルギーを求めよ。
解答
28.3 - 2\times2.2 = 23.9 \approx 24\ \mathrm{MeV}
ポイント放出エネルギーが生成物の運動エネルギーになる問題では、運動量保存（はじめ静止なら運動量の和0）と組み合わせて分け前を求める。分け前は質量の逆比。
注意「質量数が保存される」と「質量が保存される」は別。質量は保存されず、減った分がエネルギーになる。