核反应能
核反应过程中释放或吸收的能量值
核反应能(Q值)是核反应过程中体系总质量变化对应的能量值,其数值等于反应前后粒子总动能的增量。该能量根据Q值正负分为放能反应(Q>0)和吸能反应(Q)两类,其中吸能反应需要入射粒子动能超过阈能值才能发生。能量计算依据爱因斯坦质能关系式Q=Δmc2,具体应用包含核裂变能计算等场景。
定义与计算
核反应能由反应前后体系总质量差决定,遵循Q=Δmc2的质能转换公式。当反应生成物总动能大于反应物时表现为放能反应(Q>0),反之则为吸能反应(Q),这种能量差异直接决定核反应的能量释放方向。
反应类型分类
根据能量变化特征可分为:
该分类与入射粒子能量密切相关,低能区()主要发生核结构重组型反应,中高能区则可能出现粒子产生等复杂过程。
阈能机制
对于Q的吸能反应,入射粒子动能需满足双重条件:
实验室坐标系下的阈能计算公式为Tth=(ma+mA)/mA×Q,其中ma、mA分别为入射粒子与靶核的质量。该公式确保吸能反应系统在实验室系中具有超过阈能(Tth=(ma+mA)/mA×Q)的最小入射粒子动能。
能量守恒应用
在核裂变过程中,反应能计算式为:Qf=[M*(Z0,A0)-M(Z1,A1)-M(Z2,A2)-νmn]c2其中M表示核素质量,ν为中子发射数量。该公式量化了裂变能,成为核电站能量输出的理论基础。
参考资料
原子核的“化学反应”.湖南省地质院.2023-03-15
原子核的“化学反应”.湖南省地质院.2023-03-15
最新修订时间:2025-10-16 21:23
目录
概述
定义与计算
反应类型分类
阈能机制
参考资料