| Terajoule (TJ) | Elektronvolt (eV) |
|---|---|
| 1 Terajoule | 6.24150907446 × 1030 eV |
| 2 Terajoule | 1.24830181489 × 1031 eV |
| 3 Terajoule | 1.87245272234 × 1031 eV |
| 4 Terajoule | 2.49660362978 × 1031 eV |
| 5 Terajoule | 3.12075453723 × 1031 eV |
| 10 Terajoule | 6.24150907446 × 1031 eV |
| 20 Terajoule | 1.24830181489 × 1032 eV |
| 25 Terajoule | 1.56037726862 × 1032 eV |
| 50 Terajoule | 3.12075453723 × 1032 eV |
| 100 Terajoule | 6.24150907446 × 1032 eV |
| Referentie | Terajoule (TJ) | Elektronvolt (eV) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 0.000000004184 TJ | 2.61145 × 1022 eV |
| An AA alkaline battery | 0.00000001 TJ | 6.24151 × 1022 eV |
| Daily adult food intake | 0.000008368 TJ | 5.22289 × 1025 eV |
| One unit on an electricity bill | 0.0000036 TJ | 2.24694 × 1025 eV |
| A lightning strike | 0.001 TJ | 6.24151 × 1027 eV |
De terajoule is een energie-eenheid gelijk aan duizend gigajoule, dus 1 000 000 000 000 joule. Het symbool is TJ. Het is de eenheid waarin landen hun energie boeken, en zij verschijnt veel vaker in officiële statistieken dan in enige technische catalogus, omdat zij op het jaarverbruik van een gemeente is gesneden en niet op dat van een machine.
De internationale energieboekhouding draait erop. Het Internationaal Energieagentschap publiceert nationale energiebalansen in terajoule, en de broeikasgasinventarissen die onder het klimaatverdrag van de Verenigde Naties worden ingediend, rapporteren het brandstofgebruik in dezelfde eenheid. De emissiefactoren zijn daarop afgestemd: één terajoule aardgas verbranden geeft ongeveer 56 ton kooldioxide, dieselolie ongeveer 74 en steenkool ongeveer 95, waarmee elk energiegetal rechtstreeks een emissiegetal wordt.
Ook de opwekking wordt hier beschreven. Een windturbine van drie megawatt levert bij een realistische vollasttijd ruwweg 33 terajoule per jaar. Eén lading vloeibaar aardgas in een groot schip bergt bijna 3800 terajoule, en daarom kan één zending weken van de gasvraag van een klein land dekken. Batterijen op netschaal worden daarentegen nog steeds in fracties van een terajoule gemeten.
Vernietigende energie haalt de schaal eveneens. Een kiloton TNT is precies 4,184 terajoule, zodat de bom op Hirosjima ongeveer 63 terajoule vrijgaf. Een aardbeving met kracht vijf straalt ongeveer twee terajoule seismische energie uit, en elke hele stap op de schaal vermenigvuldigt dat met ongeveer tweeëndertig, wat maakt dat een beving van kracht zeven duizend maal zo groot is als een van kracht vijf.
De eenheid markeert bovendien een grens in de manier waarop over energie wordt gesproken. Eronder horen de grootheden bij gebouwen, voertuigen en apparaten, en gaat het geschil over rendementen. Erop en erboven horen ze bij het beleid: brandstofinvoer, steunregelingen, emissiedoelen en netplanning. Er wordt dezelfde natuurkunde gemeten, maar bij de terajoule houdt het gesprek op technisch te zijn en wordt het politiek.
Boven de terajoule loopt de ladder door met de petajoule, gebruikt voor hele nationale sectoren, en de exajoule, gebruikt voor wereldtotalen: het mondiale primaire energiegebruik ligt op ruim 600 exajoule per jaar. Die ladder weer omlaag lezen is een kwestie van de komma telkens drie plaatsen verschuiven.
Eén terajoule is gelijk aan 1 000 000 000 000 joule, ongeveer 277,8 megawattuur of ongeveer 239 gigacalorieën.
De elektronvolt is een energie-eenheid gelijk aan de arbeid die wordt verricht op één enkel elektron dat een potentiaalverschil van één volt doorloopt. Het symbool is eV. Sinds de SI-herdefinitie van 2019 heeft zij een exacte waarde, 1,602176634 maal tien tot de macht min negentien joule, omdat de elementaire lading nu een gedefinieerde constante is.
Zij bestaat omdat de joule hopeloos groot is voor de wereld van de atomen. Eén zichtbaar foton draagt tussen ongeveer 1,6 en 3,3 elektronvolt, en dat in joule uitdrukken vraagt negentien voorloopnullen. In elektronvolt werken laat een natuurkundige de energie van een chemische binding, een atomaire overgang of een subatomaire botsing uitdrukken als een getal tussen één en enkele, en dat is wat een eenheid hoort te doen.
De schaal ordent hele vakgebieden. De scheikunde woont bij enkele elektronvolt, de energie van bindingen en van de zichtbare en ultraviolette fotonen die ze verbreken. Röntgenstraling beslaat kilo-elektronvolt. De kernfysica werkt in mega-elektronvolt, de schaal van bindingsenergieën en radioactief verval. De deeltjesfysica gebruikt giga-elektronvolt, waar de rustmassa van het proton 0,938 is, en tera-elektronvolt bij de grote hadronenversneller, waarvan de protonen er elk 6,8 dragen.
Massa wordt via het massa-energieverband in dezelfde eenheid opgegeven. De rustmassa van een deeltje wordt gegeven in elektronvolt gedeeld door de lichtsnelheid in het kwadraat, en natuurkundigen laten de deler routinematig weg en zeggen eenvoudig dat het elektron 511 kilo-elektronvolt is. Het higgsdeeltje is volgens dezelfde afspraak 125 giga-elektronvolt.
De halfgeleidertechniek hangt ervan af. De bandkloof die bepaalt hoe een materiaal zich elektrisch en optisch gedraagt is een energie in elektronvolt: ongeveer 1,1 voor silicium, 3,4 voor galliumnitride, en dat ene getal beslist of een component een zonnecel, een transistor of een blauwe lichtgevende diode wordt.
De sterrenkunde erft de afspraak voor fotonen met hoge energie, zodat gammatelescopen hun waarnemingen in giga-elektronvolt en tera-elektronvolt melden in plaats van in golflengten.
Deeltjesversnellers dragen de naam van de energieën die zij halen, waarom hun namen de voorvoegsels volgen. De machine van Cockcroft en Walton, die in 1932 als eerste een atoomkern spleet, werkte bij enkele honderden kilo-elektronvolt; het Bevatron van de jaren vijftig haalde miljarden en vond het antiproton; en de Grote Hadronenbotser brengt protonen op 6,8 tera-elektronvolt elk. De kosmische straling zet dit alles in verhouding door aan te komen met energieën tot 10 tot de macht twintig elektronvolt, tientallen miljoenen malen meer dan enige machine kan opwekken, al treft slechts een handvol van zulke deeltjes de Aarde in een eeuw per vierkante kilometer.
Eén elektronvolt is gelijk aan ongeveer 1,602 maal tien tot de macht min negentien joule, of ruwweg 3,83 maal tien tot de macht min twintig calorieën.