Номер 4, страница 131, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

4. Что называется коэффициентом размножения нейтронов? Каково его влияние на прохождение цепной ядерной реакции?

4. Коэффициентом размножения нейтронов (обозначается буквой $\text{k}$) называется физическая величина, равная отношению числа нейтронов в данном "поколении" цепной реакции к числу нейтронов в предыдущем "поколении".

Формально это можно записать как: $k = \frac{N_{i+1}}{N_i}$ где $N_i$ — число нейтронов в $\text{i}$-ом поколении, а $N_{i+1}$ — число нейтронов в следующем, $(i+1)$-ом поколении.

Влияние коэффициента размножения на прохождение цепной ядерной реакции является определяющим. В зависимости от его значения, состояние и развитие реакции кардинально различаются:

1. Если $k < 1$ (подкритическое состояние): число нейтронов от поколения к поколению уменьшается. Это означает, что цепная реакция не является самоподдерживающейся и быстро затухает. Количество делений в единицу времени снижается.

2. Если $k = 1$ (критическое состояние): число нейтронов остается постоянным от поколения к поколению. Цепная реакция становится самоподдерживающейся и протекает со стационарной скоростью. Мощность, выделяемая в результате реакции, постоянна. Именно в этом режиме работают ядерные реакторы в штатном режиме.

3. Если $k > 1$ (надкритическое состояние): число нейтронов лавинообразно растет с каждым поколением. Скорость реакции и выделяемая мощность экспоненциально увеличиваются. Такое состояние используется для запуска ядерного реактора (где $\text{k}$ поддерживается лишь ненамного больше единицы) или реализуется в неконтролируемой цепной реакции при ядерном взрыве (где $\text{k}$ значительно больше единицы).

Ответ: Коэффициент размножения нейтронов $\text{k}$ — это отношение числа нейтронов в последующем поколении к их числу в предыдущем. Он определяет характер протекания цепной реакции: при $k < 1$ реакция затухает, при $k = 1$ она протекает стационарно (самоподдерживающаяся), а при $k > 1$ — развивается лавинообразно с экспоненциальным ростом мощности.