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。
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。
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。
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。