A Calculadora de Liberação de Energia de Reação de Fissão ajuda a determinar a energia total produzida durante uma ficão nuclear evento. Funciona calculando a diferença de massa antes e depois da reação e, em seguida, usando a famosa equação de Einstein para converter essa perda de massa em energia.
Esta ferramenta é crucial na física e engenharia nuclear. Ela permite que cientistas e engenheiros:
- Estimar a produção de energia em reatores nucleares
- Validar resultados experimentais ou teóricos de reações nucleares
- Compreender a escala de conversão de energia da massa
Seja você um estudante analisando urânio-235 ou um pesquisador modelando o comportamento dos nêutrons, esta calculadora simplifica a física atômica complexa em números gerenciáveis.
Calculadora de Fórmula de Liberação de Energia de Reação de Fissão
Energia liberada (E) = Δm × c²
Onde:
- Δm é o defeito de massa em quilogramas
- c é o velocidade de luz no vácuo = 299,792,458 m/s
Como calcular Δm:
Δm = [massa do núcleo original + massa do nêutron incidente] − [soma das massas dos produtos de fissão e dos nêutrons emitidos]
Então substitua em:
E = Δm × (299,792,458)²
Conversões de unidades:
1 unidade de massa atômica (u) = 931.494 MeV
1 você = 1.66053906660 × 10⁻²⁷kg
Alternativamente:
Energia (MeV) = Δm (em u) × 931.494 MeV/u
Isso permite uma conversão fácil para aqueles que usam dados de massa nuclear em unidades de massa atômica.
Tabela de referência para saídas de energia de fissão comuns
| Reação de Fissão | Δm (u) aproximado | Energia 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 |
Esses são valores aproximados, úteis para comparação e estimativas sem cálculos completos.
Exemplo de calculadora de liberação de energia de reação de fissão
Digamos que estamos examinando uma reação de fissão com:
- Núcleo pai: 235.0439299 u
- Nêutron incidente: 1.0086649 u
- Total de produtos de fissão: 233.8460000 u
- Nêutrons liberados: 3 × 1.0086649 u = 3.0259947 u
Etapa 1: Calcular Δm
Δm = (235.0439299 + 1.0086649) - (233.8460000 + 3.0259947)
Δm = 236.0525948 − 236.8719947 = −0.8193999 você
(Tomamos o valor absoluto: Δm = 0.8193999 u)
Etapa 2: Converter em energia
Energia (MeV) = 0.8193999 × 931.494
Energia ≈ 763.24 MeV
Esta é a energia total liberada por reação, embora parte dela possa ser transportada pelos neutrinos ou perdida como calor.
Perguntas frequentes mais comuns
A energia é liberada porque a massa total dos produtos da fissão é menor que a massa do núcleo e do nêutron originais. Essa diferença de massa, ou defeito de massa, é convertida em energia de acordo com a equação de Einstein.
Ele fornece uma aproximação aproximada. Os resultados reais podem variar ligeiramente dependendo de dados nucleares precisos e condições reais, mas é preciso o suficiente para a maioria dos propósitos científicos e de engenharia.
Não diretamente. A fusão também envolve defeito de massa e E = mc², mas as massas e os produtos são diferentes. Uma calculadora de fusão separada é mais adequada para isso.