آلة حاسبة لطاقة الاضمحلال

تساعد آلة حاسبة طاقة الاضمحلال في فهم الطاقة المنبعثة أثناء عملية الاضمحلال النووي، وهو جانب أساسي في الفيزياء النووية ودراسات الطاقة.

الخلفية التاريخية

ينبع مفهوم طاقة الاضمحلال من معادلة آينشتاين الشهيرة (E=mc²)، التي تُحدد العلاقة بين الكتلة والطاقة. يُعد هذا المبدأ حاسمًا في الفيزياء النووية، حيث يُوضح كيف يتحول فقدان الكتلة أثناء التفاعلات النووية إلى طاقة.

صيغة الحساب

تُشتق صيغة حساب طاقة الاضمحلال من معادلة آينشتاين:

\[ E = (M_1 - M_2) \cdot c^2 \]

حيث:

• \(E\) هي طاقة الاضمحلال بالجول،
• \(M_1\) هي الكتلة قبل الاضمحلال بالكيلوجرام،
• \(M_2\) هي الكتلة بعد الاضمحلال بالكيلوجرام،
• \(c\) هي سرعة الضوء بالأمتار في الثانية (\(299,792,458 \, \text{m/s}\)).

مثال على الحساب

مثال 1:

بافتراض كتلة قبل الاضمحلال مقدارها \(50 \, \text{kg}\) وكتلة بعد الاضمحلال مقدارها \(20 \, \text{kg}\)، تُحسب طاقة الاضمحلال كما يلي:

\[ E = (50 - 20) \cdot 299792458^2 \approx 2.69 \times 10^{18} \, \text{جول} \]

مثال 2:

مع كتلة قبل الاضمحلال مقدارها \(0.000024 \, \text{kg}\) وبعد الاضمحلال مقدارها \(0.000012 \, \text{kg}\)، تكون الطاقة المنبعثة:

\[ E = (0.000024 - 0.000012) \cdot 299792458^2 = 1.0785 \times 10^{12} \, \text{جول} \]

الأهمية وسيناريوهات الاستخدام

تُعد حسابات طاقة الاضمحلال حيوية لفهم كمية الطاقة المنبعثة في التفاعلات النووية، والتي لها آثار على توليد الطاقة النووية، وعلم الفيزياء الفلكية، ودراسة عمليات الاضمحلال الإشعاعي.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي طاقة الاضمحلال؟

   • طاقة الاضمحلال هي الطاقة المنبعثة عندما تفقد نواة غير مستقرة كتلتها وتتحول إلى تكوين أكثر استقرارًا.

2. كيف تُحسب طاقة الاضمحلال؟

   • تُحسب بأخذ فرق الكتلة قبل وبعد الاضمحلال، مضروبًا في مربع سرعة الضوء، بناءً على مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة لأينشتاين.

3. لماذا تُربّع سرعة الضوء في الصيغة؟

   • يعكس تربيع سرعة الضوء في الصيغة المبدأ القائل بأن الطاقة والكتلة متناسبتان طرديًا، ولكنه يُبرز أيضًا كمية الطاقة الهائلة الموجودة في كمية صغيرة من الكتلة.

توفر هذه الآلة الحاسبة طريقة بسيطة ودقيقة لحساب طاقة الاضمحلال، مما يعزز فهم مبادئ الفيزياء النووية للطلاب والمعلمين والمحترفين.