Номер 7, страница 202 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

7. Что называется термоядерным синтезом?

7. Что называется термоядерным синтезом?

Термоядерным синтезом (или термоядерной реакцией) называется процесс слияния лёгких атомных ядер в более тяжёлые. Этот процесс происходит при чрезвычайно высоких температурах (порядка сотен миллионов градусов Кельвина) и огромном давлении. В таких экстремальных условиях вещество существует в виде плазмы — ионизированного газа, в котором ядра атомов и электроны движутся раздельно. Высокая температура придает ядрам огромную кинетическую энергию, которая позволяет им преодолеть силу взаимного электростатического отталкивания (кулоновский барьер) и сблизиться на расстояние, достаточное для того, чтобы в действие вступили мощные ядерные силы, связывающие их в одно, более тяжелое ядро.

Ключевой особенностью термоядерного синтеза является выделение колоссального количества энергии. Согласно принципу эквивалентности массы и энергии, открытому А. Эйнштейном, масса образовавшегося в результате синтеза ядра всегда немного меньше, чем сумма масс исходных ядер. Эта разница в массах, называемая дефектом масс ($\Delta m$), высвобождается в виде энергии ($\text{E}$) по формуле $E = \Delta m c^2$, где $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Термоядерный синтез является основным источником энергии Солнца и других звёзд. Наиболее известная и перспективная для управляемого синтеза на Земле реакция — это слияние изотопов водорода, дейтерия ($^2_1\text{H}$) и трития ($^3_1\text{H}$), с образованием ядра гелия ($^4_2\text{He}$) и нейтрона ($^1_0\text{n}$): $${_1^2}H + {_1^3}H \rightarrow {_2^4}He + {_0^1}n + 17.6 \text{ МэВ}$$ Этот же принцип лежит в основе действия термоядерного (водородного) оружия. В настоящее время ведутся активные исследования по созданию реакторов управляемого термоядерного синтеза (например, токамаков), которые в будущем могут стать практически неисчерпаемым и экологически чистым источником энергии для человечества.

Ответ: Термоядерным синтезом называется реакция слияния лёгких атомных ядер в более тяжёлые, которая происходит при сверхвысоких температурах и давлении и сопровождается выделением огромного количества энергии.