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: Регистрируемая энергия и средняя мощность зависят как от числа превращений, так и от длительности наблюдения.
Именно для задачи «Масса дефекта и энергия ядерного превращения — при конечном времени наблюдения» параметры собираются как система независимых исходных данных. Исходное состояние определяется всеми введёнными полями, а результат рассчитывается на сервере с проверкой значений. 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.
В этой конфигурации исследуется за конечное время измерения. При смене поля следует сопоставлять физические величины одной размерности и помнить, что условные модельные системы отличаются от конкретных изотопов. В данном режиме «Зарядовое число дочернего ядра Z» в проверочном примере равно 2. В двухтельном распаде доля энергии отдачи зависит от масс продуктов; более тяжёлый продукт получает меньшую долю кинетической энергии.
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; Число ядерных превращений, шт.; Вероятность регистрации одного события; Продолжительность регистрации, с. В данном режиме «Число ядерных превращений, шт.» в проверочном примере равно 10000000. Знак дефекта массы определяет, выделяется или требуется энергия, и его нельзя отбрасывать даже при небольшом абсолютном значении.
Начальные числа частиц и длительности наблюдения относятся к одному образцу. Магнитные, температурные и спектральные показатели должны описывать один и тот же режим измерения за конечное время измерения. В данном режиме «Вероятность регистрации одного события» в проверочном примере равно 0.68. В двухтельном распаде доля энергии отдачи зависит от масс продуктов; более тяжёлый продукт получает меньшую долю кинетической энергии.
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 «Продолжительность регистрации, с» в проверочном примере равно 0.001. Атомные и ядерные массы допустимо сопоставлять только с правильным учётом электронов; в интерфейсе предполагаются массы ядер.
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. В двухтельном распаде доля энергии отдачи зависит от масс продуктов; более тяжёлый продукт получает меньшую долю кинетической энергии.
Для режима за конечное время измерения 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. Атомные и ядерные массы допустимо сопоставлять только с правильным учётом электронов; в интерфейсе предполагаются массы ядер.
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. Энергия Q вычисляется по массам покоя участвующих ядер, а не из их массовых чисел. Массовые числа нужны для проверки баланса нуклонов.
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. Атомные и ядерные массы допустимо сопоставлять только с правильным учётом электронов; в интерфейсе предполагаются массы ядер.
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. Энергия Q вычисляется по массам покоя участвующих ядер, а не из их массовых чисел. Массовые числа нужны для проверки баланса нуклонов.
Результат калькулятора «Масса дефекта и энергия ядерного превращения — при конечном времени наблюдения» 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. Знак дефекта массы определяет, выделяется или требуется энергия, и его нельзя отбрасывать даже при небольшом абсолютном значении.
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; Число ядерных превращений, шт.: 10000000; Вероятность регистрации одного события: 0.68; Продолжительность регистрации, с: 0.001.
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; Число ядерных превращений, шт.: 10000000; Вероятность регистрации одного события: 0.68; Продолжительность регистрации, с: 0.001.
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; Число ядерных превращений, шт.: 10000000; Вероятность регистрации одного события: 0.68; Продолжительность регистрации, с: 0.003.
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.