Номер 3, страница 255 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какие реакции называют термоядерными?

3. Термоядерными реакциями (или реакциями ядерного синтеза) называют процесс слияния лёгких атомных ядер в более тяжёлые. Этот процесс происходит при очень высоких температурах (порядка десятков и сотен миллионов кельвинов) и давлениях. Название «термоядерная» подчёркивает, что для её запуска необходима огромная температура.

При таких температурах вещество переходит в состояние плазмы, в котором атомные ядра и электроны существуют раздельно. Высокая температура сообщает ядрам большую кинетическую энергию, которая позволяет им преодолеть силу электростатического отталкивания (кулоновский барьер) и сблизиться на расстояние действия сильного ядерного взаимодействия. Когда ядра сливаются, образуется новое, более тяжёлое ядро, а также выделяется огромное количество энергии. Это происходит потому, что масса покоя продуктов реакции оказывается меньше суммарной массы покоя исходных ядер. Разница масс (дефект масс) превращается в энергию в соответствии со знаменитой формулой Эйнштейна $E = mc^2$.

Термоядерные реакции являются основным источником энергии звёзд, включая наше Солнце. Например, в недрах Солнца происходит протон-протонный цикл, в ходе которого четыре протона (ядра водорода) превращаются в ядро гелия:

$ 4_1^1H \rightarrow _2^4He + 2e^+ + 2\nu_e + \text{энергия} $

На Земле учёные пытаются осуществить управляемый термоядерный синтез для получения чистой энергии. Наиболее перспективной для этого считается реакция между изотопами водорода — дейтерием и тритием:

$ _1^2D + _1^3T \rightarrow _2^4He + _0^1n + 17,6 \text{ МэВ} $

Неуправляемая термоядерная реакция используется в водородных бомбах.

Ответ: Термоядерными называют реакции слияния лёгких атомных ядер в более тяжёлые, которые протекают при сверхвысоких температурах (миллионы градусов) и сопровождаются выделением огромного количества энергии за счёт превращения дефекта масс в энергию.