Номер 2, страница 199 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. Как можно объяснить деление урана на основе "капельной модели ядра"?

2. Как можно объяснить деление урана на основе "капельной модели ядра"?

Капельная модель ядра представляет атомное ядро как каплю несжимаемой заряженной жидкости. В этой модели действуют две основные силы: ядерные силы притяжения между нуклонами, аналог сил поверхностного натяжения, стремящиеся придать ядру сферическую форму, и силы кулоновского отталкивания между протонами, стремящиеся разорвать ядро. У тяжёлых ядер, таких как уран, эти силы находятся в хрупком равновесии.

Процесс деления в рамках этой модели выглядит следующим образом:

1. Возбуждение ядра: Ядро урана ($_{92}^{235}U$), поглощая медленный нейтрон, превращается в возбуждённое составное ядро ($_{92}^{236}U$). Полученная дополнительная энергия вызывает интенсивные колебания ядра, подобно тому как колеблется капля жидкости, в которую попал посторонний предмет.

2. Деформация: В процессе колебаний ядро-капля начинает деформироваться, принимая вытянутую форму, похожую на эллипсоид, а затем на гантель.

3. Критическая деформация: При достаточной энергии возбуждения деформация достигает критического значения. В форме гантели две её части оказываются на таком расстоянии, что силы кулоновского отталкивания между ними начинают преобладать над ядерными силами, удерживающими "перешеек".

4. Разрыв: После прохождения критической точки перешеек разрывается, и ядро распадается на два более мелких осколка. Эти осколки, будучи положительно заряженными, с огромной силой отталкиваются друг от друга и разлетаются в стороны с большой скоростью.

5. Осколки и нейтроны: Образовавшиеся осколки, как правило, перегружены нейтронами и находятся в возбуждённом состоянии. Они быстро (в течение ~$10^{-14}$ с) сбрасывают избыток энергии, испуская 2-3 "мгновенных" нейтрона и гамма-кванты.

Ответ: Согласно капельной модели, ядро урана после захвата нейтрона приходит в возбуждённое состояние и начинает колебаться. Если деформация достигает критического значения, кулоновские силы отталкивания между частями вытянувшегося ядра превышают ядерные силы сцепления, и ядро разрывается на два осколка.