AtomicProperties.h

#ifndef __CONSTANTS_ATOMIC_PROPERTIES__
#define __CONSTANTS_ATOMIC_PROPERTIES__

#include <map>
#include <string>

#include "./Helper.h"

namespace MDSimulation
{
    namespace Constants
    {
        const int ELEMENT_TYPES = 8;

        const int IONIZATION_LEVELS = 9;

        const std::string ELEMENT_NAMES[ELEMENT_TYPES] =
        {
            "H"  ,
            "D"  ,
            "H2" ,
            "D2" ,
            "He" ,
            "Ne" ,
            "Ar" ,
            "Xe"
        };

        const std::map<std::string, int> TYPE_FROM_NAME
            = invert_array_mapping<std::string>(ELEMENT_NAMES, ELEMENT_TYPES);

        const std::string LIQUID_NAME = "H20";

        const bool FUSABLE[ELEMENT_TYPES] =
        {
            true  , // H
            true  , // D
            false , // H2
            false , // D2
            false , // He
            false , // Ne
            false , // Ar
            false   // Xe
        };

        const bool DISSOCIATES[ELEMENT_TYPES] =
        {
            false , // H
            false , // D
            true  , // H2
            true  , // D2
            false , // He
            false , // Ne
            false , // Ar
            false   // Xe
        };

        const double DISSOCIATION_ENERGY[ELEMENT_TYPES] =
        {
            1.0e100 , // H
            1.0e100 , // D
            436.0   , // H2
            443.6   , // D2
            1.0e100 , // He
            1.0e100 , // Ne
            1.0e100 , // Ar
            1.0e100   // Xe
        };

        const std::string DISSOCIATES_TO_NAME[ELEMENT_TYPES] =
        {
            "",  // H -- No dissociation
            "",  // D -- No dissociation
            "H", // H2 -> 2H
            "D", // D2 -> 2D
            "" , // He -- No dissociation
            "" , // Ne -- No dissociation
            "" , // Ar -- No dissociation
            "" , // Xe -- No dissociation
        };

        const double IONIZATION_ENERGY_INI[ELEMENT_TYPES][IONIZATION_LEVELS] =
        {
            {1312.0 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100} , // H
            {1312.0 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100} , // D
            {1488.0 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100} , // H2
            {1488.0 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100} , // D2 -- approx
            {2372.3 , 5250.5  , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100} , // He
            {2080.7 , 3952.3  , 6122.0  , 9371.0  , 12177.0 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100 , 1.0e100} , // Ne
            {1520.6 , 2665.8  , 3931.0  , 5771.0  , 7238.0  , 8781.0  , 11995.0 , 13842.0 , 1.0e100} , // Ar
            {1170.4 , 2046.4  , 3099.4  , 4600.0  , 5760.0  , 6930.0  , 9460.0  , 10800.0 , 1.0e100}   // Xe
        };

        const double LIQUID_ATOMIC_MASS_INI = 18.02;

        const double LIQUID_ATOMIC_DIAMETER_INI = 2 * 2.82e-10;

        const double ATOMIC_MASS_INI[ELEMENT_TYPES] =
        {
            1.008, // H
            2.013, // D
            2.016, // H2
            4.028, // D2
            4.003, // He
            20.18, // Ne
            39.95, // Ar
            131.3  // Xe
        };

        const double ATOMIC_DIAMETER_INI[ELEMENT_TYPES] =
        {
            2 * 1.09e-10, // H  -- Not correct
            2 * 1.09e-10, // D  -- Not correct
            2 * 1.09e-10, // H2 -- Not correct
            2 * 1.09e-10, // D2 -- Not correct
            2 * 1.09e-10, // He
            2 * 1.30e-10, // Ne
            2 * 1.83e-10, // Ar
            2 * 2.46e-10  // Xe
        };

        const double BIRD_OMEGA_INI[ELEMENT_TYPES] =
        {
            0.188, // H -- Incorrect, using diatomic constant
            0.199, // D -- Incorrect, using diatomic constant
            0.188, // H2
            0.199, // D2
            0.204, // He
            0.160, // Ne
            0.201, // Ar
            0.302  // Xe
        };

        const double BIRD_ALPHA_INI[ELEMENT_TYPES] =
        {
            1.396, // H -- Incorrect, using diatomic constant
            1.420, // D -- Incorrect, using diatomic constant
            1.396, // H2
            1.420, // D2
            1.431, // He
            1.336, // Ne
            1.425, // Ar
            1.651  // Xe
        };

        const double BIRD_MU_INI[ELEMENT_TYPES] =
        {
            0.832, // H -- Incorrect, using diatomic constant
            1.185, // D -- Incorrect, using diatomic constant
            0.832, // H2
            1.185, // D2
            1.865, // He
            2.975, // Ne
            2.117, // Ar
            2.107  // Xe
        };

        const double BIRD_D_INI[ELEMENT_TYPES] =
        {
            2.30e-10, // H -- Not Correct
            2.30e-10, // D -- Not Correct
            2.30e-10, // H2 -- Not Correct
            2.30e-10, // D2 -- Not Correct
            2.30e-10, // He
            2.72e-10, // Ne
            4.11e-10, // Ar
            5.65e-10  // Xe
        };

        const double BIRD_T_REF           = 273.0;
    }
}

#endif /* __ATOMIC_PROPERTIES_H__ */