Q-værdi Q

Q-værdi
Massedefekt
Q-værdien er tilvækst i kinetisk energi i en kerneproces
En tilvækst i kinetisk energi kommer fra omdannelse af masse til energi
Omdannelsen af masse til energi kom fra massedefekten i kernerne
Q-værdi
Q-værdien
Q-værdien udregnes ved følgende
𝑄 = βˆ’βˆ†π‘š · 𝑐 2
Hvor massetilvæksten βˆ†π‘š = π‘šπ‘’π‘“π‘‘π‘’π‘Ÿ βˆ’ π‘šπ‘“øπ‘Ÿ for en kerneproces
Positiv Q-værdi betyder frigørelse af energi og masse forsvinder (exoterm proces)
Negativ Q-værdi betyder forbrug af energi og masse dannes (endoterm proces)
Q-værdi
Q-værdien
Eksempel med processen
4
2𝐻𝑒
+ 147𝑁 β†’ 11𝐻 + 178𝑂 + 𝑄
Massetilvæksten findes
π‘šπ‘’π‘“π‘‘π‘’π‘Ÿ
π‘šπ‘“øπ‘Ÿ
βˆ†π‘š = π‘šπ» + π‘šπ‘‚ βˆ’ π‘šπ»π‘’ + π‘šπ‘ = 0,0012808𝑒
Altså er massen efter større end massen før
Q-værdi
Q-værdien
Eksempel (forsat)
Q-værdien findes
𝑄 = βˆ’βˆ†π‘š · 𝑐 2 = βˆ’1,19𝑀𝑒𝑉
Q-værdien er negativ, processen er altså endoterm (energi krævende)
--- Vigtig --I eksemplet brugs atommasser, men det er kun kernerne der indgår i
reaktionen og man burde have korrigeret for elektronerne
Elektronerne kan undlades, da der er samme antal før og efter
Q-værdi
Q-værdien
Eksempel med processen
60
27πΆπ‘œ
β†’
60
28𝑁𝑖
+ βˆ’10𝑒 + 𝜈
Antallet af elektroner før er 27, antallet af elektroner efter er 29
Masserne af atomerne kan ikke bruges, det skal være masserne af kernerne
π‘šπ‘π‘– π‘˜π‘’π‘Ÿπ‘›π‘’π‘›
π‘šπΆπ‘œ π‘˜π‘’π‘Ÿπ‘›π‘’π‘›
Ξ”π‘š = π‘šπ‘π‘– βˆ’ 28 · π‘šπ‘’ + π‘šπ‘’ βˆ’ π‘šπΆπ‘œ βˆ’ 27 · π‘šπ‘’ = βˆ’0,003031𝑒
Q-værdi
Fusion og fission
Fusion – Sammensmeltning af lette kerner til tungere kerner
Processen i solen som genererer energi
Fusion af hydrogen til helium
Fission – Spaltning af tunge kerner til lettere kerner
Processen i et atomkraftværk som genererer energi
Fission af uran eller plutonium
Q-værdi
Fusion og fission
Hvornår er fusion og fission exoterm ?
Atomer højest på kurven er
bundet stærkest
Produkterne i en reaktion skal ligge højere
på kurven end de reagerende kerner