Q valore
# Q valore

In fisica nucleare e in chimica nucleare, il Q valore per una reazione nucleare è l'ammontare di energia rilasciata o assorbita dalla reazione.

Considerata la semplice reazione

    $a+b\rightarrow c+d$

la legge di conservazione dell'energia può essere espressa come

    $m_{a}c^{2}+K_{a}+m_{b}c^{2}+K_{b}=m_{c}c^{2}+K_{c}+m_{d}c^{2}+K_{d}$

dove $K$ è l'energia cinetica ed $m$ è la massa a riposo. Riscrivendo tale relazione nella forma

    $\left(m_{a}+m_{b}-m_{c}-m_{d}\right)c^{2}=K_{c}+K_{d}-K_{a}-K_{b}$

è possibile definire il $Q$ valore come:

    $Q=-(K_{iniziale}-K_{finale})=(m_{iniziale}-m_{finale})c^{2}$

Una reazione con un $Q$ valore positivo $(Q>0)$ è detta esotermica poiché rilascia energia, in quanto l'energia cinetica finale è maggiore di quella iniziale. Una reazione con un $Q$ valore negativo $(Q<0)$ è detta endotermica poiché assorbe energia, in quanto l'energia cinetica finale è minore di quella iniziale.

Il $Q$ valore è utilizzato anche in fisica delle particelle, per esempio nella Sargent's rule, che afferma che la frequenza delle interazioni deboli è proporzionale a $Q^{5}$. Il $Q$ valore corrisponde all'energia cinetica rilasciata nel decadimento della particella a riposo. Per esempio, nel decadimento beta del neutrone:

    $Q=(m_{\text{n}}-m_{\text{p}}-m_{\mathrm {\overline {\nu }} }-m_{\text{e}})c^{2}$

dove $m_{n}$ è la massa del neutrone, $m_{p}$ è la massa del protone, $m_{\bar {\nu }}$ è la massa dell'antineutrino elettronico ed $m_{e}$ è la massa dell'elettrone.

