La calculadora de liberación de energía de reacción de fisión ayuda a determinar la energía total producida durante una Fisión nuclear evento. Funciona calculando la diferencia de masa antes y después de la reacción, y luego utilizando la famosa ecuación de Einstein para convertir esa pérdida de masa en energía.
Esta herramienta es crucial en la física y la ingeniería nuclear. Permite a los científicos e ingenieros:
- Estimar la producción de energía en reactores nucleares
- Validar resultados de reacciones nucleares experimentales o teóricas
- Comprender la escala de conversión de energía a partir de la masa.
Ya sea que sea un estudiante que analiza uranio-235 o un investigador que modela el comportamiento de los neutrones, esta calculadora simplifica la física atómica compleja en números manejables.
Calculadora de liberación de energía de la reacción de fisión
Energía liberada (E) = Δm × c²
Lugar:
- Δm es el defecto de masa en kilogramos
- c son los velocidad de luz en el vacío = 299,792,458 m/s
Cómo calcular Δm:
Δm = [masa del núcleo original + masa del neutrón entrante] − [suma de las masas de los productos de fisión y los neutrones emitidos]
Luego sustituye en:
E = Δm × (299,792,458)²
Conversiones de unidades:
1 unidad de masa atómica (u) = 931.494 MeV
1 u = 1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg
Alternativamente:
Energía (MeV) = Δm (en u) × 931.494 MeV/u
Esto permite una fácil conversión para quienes utilizan datos de masa nuclear en unidades de masa atómica.
Tabla de referencia para salidas comunes de energía de fisión
| Reacción de fisión | Aprox. Δm (u) | Energía liberada (MeV) |
|---|---|---|
| U-235 + n → Ba + Kr + 3n | 0.215 u | 200 MeV |
| Pu-239 + n → Xe + Sr + 2n | 0.220 u | 205 MeV |
| Th-232 + n → Ra + He + 3n | 0.190 u | 177 MeV |
Estos son valores aproximados, útiles para comparaciones y estimaciones sin cálculo completo.
Ejemplo de calculadora de liberación de energía de reacción de fisión
Digamos que estamos examinando una reacción de fisión con:
- Núcleo parental: 235.0439299 u
- Neutrón entrante: 1.0086649 u
- Total de productos de fisión: 233.8460000 u
- Neutrones liberados: 3 × 1.0086649 u = 3.0259947 u
Paso 1: Calcular Δm
Δm = (235.0439299 + 1.0086649) − (233.8460000 + 3.0259947)
Δm = 236.0525948 − 236.8719947 = −0.8193999 u
(Tomamos el valor absoluto: Δm = 0.8193999 u)
Paso 2: Convertir en energía
Energía (MeV) = 0.8193999 × 931.494
Energía ≈ 763.24 MeV
Esta es la energía total liberada por reacción, aunque parte de ella puede ser transportada por los neutrinos o perderse como calor.
Preguntas frecuentes más comunes
Se libera energía porque la masa total de los productos de fisión es menor que la masa del núcleo y el neutrón originales. Esta diferencia de masa, o defecto de masa, se convierte en energía según la ecuación de Einstein.
Proporciona una aproximación cercana. Los resultados reales pueden variar ligeramente según la precisión de los datos nucleares y las condiciones reales, pero es suficientemente preciso para la mayoría de los fines científicos y de ingeniería.
No directamente. La fusión también implica un defecto de masa y E = mc², pero las masas y los productos difieren. Una calculadora de fusión independiente es más adecuada para este caso.