Номер 4, страница 331 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

4. В чём главное отличие ядерных реакций на нейтронах от ядерных реакций, вызываемых заряженными частицами?

4. Главное отличие ядерных реакций на нейтронах от ядерных реакций, вызываемых заряженными частицами (например, протонами или альфа-частицами), заключается в наличии или отсутствии электростатического взаимодействия между налетающей частицей и ядром-мишенью.

Атомные ядра имеют положительный электрический заряд, обусловленный протонами в их составе. Заряженные частицы, такие как протоны ($p^+$) и альфа-частицы ($^{4}_{2}\text{He}$), также заряжены положительно. При сближении одноименно заряженных частиц и ядра возникает сила электростатического отталкивания (кулоновская сила). Эта сила создает так называемый кулоновский барьер — энергетический барьер, который необходимо преодолеть налетающей частице, чтобы она смогла попасть в сферу действия ядерных сил и вызвать реакцию. Для преодоления этого барьера заряженную частицу необходимо разогнать до очень высокой кинетической энергии с помощью ускорителей.

Нейтроны ($n$), в отличие от протонов и альфа-частиц, являются электрически нейтральными частицами. Из-за отсутствия заряда они не взаимодействуют с электрическим полем ядра и не испытывают кулоновского отталкивания. Для нейтронов кулоновский барьер не существует. Поэтому даже медленные нейтроны (тепловые нейтроны), обладающие очень малой кинетической энергией, могут беспрепятственно проникать в атомные ядра и инициировать ядерные реакции, например, деление ядер урана.

Таким образом, эффективность нейтронов в инициировании ядерных реакций, особенно при низких энергиях, значительно выше, чем у заряженных частиц.

Ответ: Главное отличие состоит в том, что нейтроны не имеют электрического заряда и, следовательно, не испытывают электростатического отталкивания от положительно заряженного ядра. Это позволяет им вызывать ядерные реакции даже при очень низких энергиях. Заряженные частицы, напротив, должны обладать значительной кинетической энергией, чтобы преодолеть кулоновский барьер отталкивания и вступить во взаимодействие с ядром.