Номер 1, страница 220 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 60. Ядерное оружие. Глава 7. Физика атомного ядра - номер 1, страница 220.

В О П Р О С Ы

1. При каком условии возникает неуправляемая цепная реакция деления ядер? Какое значение при этом имеет коэффициент размножения нейтронов?

Неуправляемая цепная реакция деления ядер возникает при условии, что масса делящегося вещества (например, изотопов урана-235 или плутония-239) превышает так называемую критическую массу. Критическая масса — это минимальное количество делящегося вещества, необходимое для поддержания самоподдерживающейся цепной реакции. Когда масса вещества больше критической (такое состояние называют сверхкритическим), каждый акт деления вызывает в среднем более одного нового деления в следующем поколении.

Этот процесс описывается коэффициентом размножения нейтронов ($k$), который определяется как отношение числа нейтронов, вызывающих деление ядер в одном поколении, к числу таких нейтронов в предыдущем поколении.

Для неуправляемой цепной реакции, характерной для ядерного взрыва, необходимо, чтобы число нейтронов лавинообразно росло. Это происходит, когда коэффициент размножения нейтронов становится больше единицы.

• При $k < 1$ (подкритическое состояние) реакция затухает.
• При $k = 1$ (критическое состояние) реакция протекает с постоянной скоростью (режим работы ядерных реакторов).
• При $k > 1$ (сверхкритическое состояние) происходит экспоненциальный рост числа делений, что приводит к неуправляемой реакции и выделению огромной энергии за короткое время.

Таким образом, для возникновения неуправляемой цепной реакции коэффициент размножения нейтронов должен быть строго больше единицы.

Ответ: Неуправляемая цепная реакция деления ядер возникает, когда масса делящегося вещества превышает критическую массу. При этом коэффициент размножения нейтронов $k$ должен быть больше единицы ($k > 1$).