(1) 相対速度が0になるとき、両核の速さを $v$ として運動量保存:
(2) エネルギー保存(距離 $r_0$ まで近づいたとき):
最小エネルギーは $v$ が最小(相対速度0)のとき:
(3) ${}^3_1\text{Li}$ に ${}^1_1\text{H}$ を衝突させる場合:$K = k_0 e^2/r_0 \times 3 \times 8/7$
$k_0 e^2/r_0 = 0.014$ MeV として $K \fallingdotseq 0.014 \times 24/7 = 0.048$ MeV
具体的な計算:半減期 $T_{1/2} = 5730$ 年、初期個数 $N_0 = 1.0 \times 10^{12}$ 個のとき、$t = 11460$ 年後:
$${}^A_Z X \to {}^{A-4}_{Z-2} Y + {}^4_2 \text{He}$$ $$N(t) = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}$$ $$E = mc^2 = \Delta m \times (3.0 \times 10^8)^2 \text{ J}$$原子核の質量は構成する陽子・中性子の質量の和よりわずかに小さい(質量欠損 $\Delta m$)。この差が結合エネルギーとして放出されます。
$$E_B = \Delta m \cdot c^2$$核反応にはクーロン障壁を超えるエネルギーが必要。重心系で考えると、有効エネルギーは入射エネルギーの $m_2/(m_1 + m_2)$ 倍になる。