Какие уравнения используются
Разность масс ядер и выделившихся частиц даёт Q = (mисх − Σmпрод)·931,494 МэВ. Закон сохранения массового и зарядового числа проверяется отдельно. Энергия Q вычисляется по массам покоя участвующих ядер, а не из их массовых чисел. Массовые числа нужны для проверки баланса нуклонов. Для этого варианта: Сумма двух значений Q описывает две реакции подряд, но самопроизвольность каждой нужно проверять отдельно.
Именно для задачи «Масса дефекта и энергия ядерного превращения — для цепочки превращений» параметры собираются как система независимых исходных данных. Исходное состояние определяется всеми введёнными полями, а результат рассчитывается на сервере с проверкой значений. В данном режиме «Массовое число дочернего ядра A» в проверочном примере равно 4. Энергия Q вычисляется по массам покоя участвующих ядер, а не из их массовых чисел. Массовые числа нужны для проверки баланса нуклонов.
В этой конфигурации исследуется при последовательных превращениях. При смене поля следует сопоставлять физические величины одной размерности и помнить, что условные модельные системы отличаются от конкретных изотопов. В данном режиме «Зарядовое число исходного ядра Z» в проверочном примере равно 2. Знак дефекта массы определяет, выделяется или требуется энергия, и его нельзя отбрасывать даже при небольшом абсолютном значении.
Как задать физические величины
Нужно подготовить следующие значения: Масса исходного ядра, а.е.м.; Масса дочернего ядра, а.е.м.; Масса отделившейся частицы, а.е.м.; Массовое число исходного ядра A; Массовое число дочернего ядра A; Зарядовое число исходного ядра Z; Зарядовое число дочернего ядра Z; Масса ядра после второй ступени, а.е.м.; Масса продукта второй ступени, а.е.м.. В данном режиме «Зарядовое число дочернего ядра Z» в проверочном примере равно 2. Энергия Q вычисляется по массам покоя участвующих ядер, а не из их массовых чисел. Массовые числа нужны для проверки баланса нуклонов.
Начальные числа частиц и длительности наблюдения относятся к одному образцу. Магнитные, температурные и спектральные показатели должны описывать один и тот же режим измерения при последовательных превращениях. В данном режиме «Масса ядра после второй ступени, а.е.м.» в проверочном примере равно 4.002603. Знак дефекта массы определяет, выделяется или требуется энергия, и его нельзя отбрасывать даже при небольшом абсолютном значении.
В работе по направлению «Энергия ядерной реакции по разности масс» стоит отдельно проверить единицы атомных масс, энергетических переходов и временных постоянных. Разница между эВ, МэВ, нм и секундами существенна. В данном режиме «Масса продукта второй ступени, а.е.м.» в проверочном примере равно 1.008665. В двухтельном распаде доля энергии отдачи зависит от масс продуктов; более тяжёлый продукт получает меньшую долю кинетической энергии.
Как понимать результаты
Числовые результаты модели «Энергия ядерной реакции по разности масс» взаимосвязаны, поэтому следует анализировать не только один основной показатель, но также сопутствующие характеристики и предельные случаи. В данном режиме «Масса исходного ядра, а.е.м.» в проверочном примере равно 5.012223. Знак дефекта массы определяет, выделяется или требуется энергия, и его нельзя отбрасывать даже при небольшом абсолютном значении.
Для режима при последовательных превращениях особенно полезно сравнивать два расчёта, в которых изменено только одно вводимое число. Это позволяет отделить влияние конкретной величины от изменений соседних условий. В данном режиме «Масса дочернего ядра, а.е.м.» в проверочном примере равно 4.002603. В двухтельном распаде доля энергии отдачи зависит от масс продуктов; более тяжёлый продукт получает меньшую долю кинетической энергии.
Когда рассчитываются популяции, скорости превращений или детекторный счёт, дробные ожидаемые числа допустимы: они обозначают среднее по ансамблю событий, а не долю отдельного ядра. В данном режиме «Масса отделившейся частицы, а.е.м.» в проверочном примере равно 1.008665. Атомные и ядерные массы допустимо сопоставлять только с правильным учётом электронов; в интерфейсе предполагаются массы ядер.
Ограничения модели и проверка
Нужно вводить согласованные массы именно ядер, а не смешивать ядерные массы с атомными; отрицательное Q означает пороговое поглощение энергии. В данном режиме «Массовое число исходного ядра A» в проверочном примере равно 5. В двухтельном распаде доля энергии отдачи зависит от масс продуктов; более тяжёлый продукт получает меньшую долю кинетической энергии.
В реальном эксперименте спектр зависит от дополнительных уширений, аппаратного разрешения и взаимодействий, а ядерные реакции — от доступных каналов и энергетических порогов. В данном режиме «Массовое число дочернего ядра A» в проверочном примере равно 4. Атомные и ядерные массы допустимо сопоставлять только с правильным учётом электронов; в интерфейсе предполагаются массы ядер.
Результат калькулятора «Масса дефекта и энергия ядерного превращения — для цепочки превращений» полезен для предварительной оценки и учебной проверки. Для инженерных решений учитывайте данные конкретного образца, погрешности приборов и допущения физических уравнений. В данном режиме «Зарядовое число исходного ядра Z» в проверочном примере равно 2. Энергия Q вычисляется по массам покоя участвующих ядер, а не из их массовых чисел. Массовые числа нужны для проверки баланса нуклонов.
Формула расчёта
Разность масс ядер и выделившихся частиц даёт Q = (mисх − Σmпрод)·931,494 МэВ. Закон сохранения массового и зарядового числа проверяется отдельно.
Проверенные примеры
Входные параметры: Масса исходного ядра, а.е.м.: 5.011126; Масса дочернего ядра, а.е.м.: 4.001506; Масса отделившейся частицы, а.е.м.: 1.008665; Массовое число исходного ядра A: 5; Массовое число дочернего ядра A: 4; Зарядовое число исходного ядра Z: 2; Зарядовое число дочернего ядра Z: 2; Масса ядра после второй ступени, а.е.м.: 3.015501; Масса продукта второй ступени, а.е.м.: 1.007276.
Расчёт по описанным физическим соотношениям: Дефект массы (со знаком), а.е.м. = 0.000955; Энергия реакции Q, МэВ = 0.889576867811; Эквивалент энергии Q, Дж = 1.42525927175e-13; Массовое число выделившегося продукта = 1; Зарядовое число выделившегося продукта = 0; Кинетическая энергия дочернего ядра при Q>0, МэВ = 0.179092699904.
Входные параметры: Масса исходного ядра, а.е.м.: 5.7627949; Масса дочернего ядра, а.е.м.: 4.001506; Масса отделившейся частицы, а.е.м.: 1.008665; Массовое число исходного ядра A: 5; Массовое число дочернего ядра A: 4; Зарядовое число исходного ядра Z: 2; Зарядовое число дочернего ядра Z: 2; Масса ядра после второй ступени, а.е.м.: 3.015501; Масса продукта второй ступени, а.е.м.: 1.007276.
Расчёт по описанным физическим соотношениям: Дефект массы (со знаком), а.е.м. = 0.7526239; Энергия реакции Q, МэВ = 701.06472419; Эквивалент энергии Q, Дж = 1.12322952002e-10; Массовое число выделившегося продукта = 1; Зарядовое число выделившегося продукта = 0; Кинетическая энергия дочернего ядра при Q>0, МэВ = 141.140781428.
Входные параметры: Масса исходного ядра, а.е.м.: 5.011126; Масса дочернего ядра, а.е.м.: 4.001506; Масса отделившейся частицы, а.е.м.: 1.008665; Массовое число исходного ядра A: 5; Массовое число дочернего ядра A: 4; Зарядовое число исходного ядра Z: 2; Зарядовое число дочернего ядра Z: 2; Масса ядра после второй ступени, а.е.м.: 3.015501; Масса продукта второй ступени, а.е.м.: 1.1583674000000002.
Расчёт по описанным физическим соотношениям: Дефект массы (со знаком), а.е.м. = 0.000955; Энергия реакции Q, МэВ = 0.889576867811; Эквивалент энергии Q, Дж = 1.42525927175e-13; Массовое число выделившегося продукта = 1; Зарядовое число выделившегося продукта = 0; Кинетическая энергия дочернего ядра при Q>0, МэВ = 0.179092699904.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите значения в подписанных физических единицах; не смешивайте параметры разных установок.
- Проверьте, что квантовые числа и интервалы времени соответствуют выбранному состоянию.
- Сравните вычисленные величины, изменяя один из физических факторов за раз.