Номер 74.16, страница 252 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 74. Ядерные реакции. Глава 10. Квантовые явления - номер 74.16, страница 252.

74.16 [1688] При взрыве ядерного заряда создаются условия для осуществления реакции $_{1}^{2}H + _{1}^{3}H \to X + _{0}^{1}n$. Ядро какого элемента (X) образуется при этом? Как называются реакции такого типа?

Дано:

Ядерная реакция: $_1^2\text{H} + _1^3\text{H} \rightarrow \text{X} + _0^1\text{n}$

Найти:

1. Ядро элемента X - ?

2. Название типа реакции - ?

Решение:

Ядро какого элемента (X) образуется при этом?

Для определения неизвестного продукта реакции X, обозначим его как $_Z^A\text{X}$, где $A$ — массовое число, а $Z$ — зарядовое число (порядковый номер в таблице Менделеева). В любой ядерной реакции должны выполняться законы сохранения массового и зарядового чисел.

Запишем уравнение реакции с неизвестным ядром:

$_1^2\text{H} + _1^3\text{H} \rightarrow _Z^A\text{X} + _0^1\text{n}$

Составим уравнение для сохранения массовых чисел (сумма верхних индексов слева и справа от стрелки должна быть одинаковой):

$2 + 3 = A + 1$

$5 = A + 1$

$A = 4$

Теперь составим уравнение для сохранения зарядовых чисел (сумма нижних индексов слева и справа от стрелки должна быть одинаковой):

$1 + 1 = Z + 0$

$Z = 2$

Таким образом, образовавшееся ядро X имеет массовое число $A=4$ и зарядовое число $Z=2$. Элемент с зарядовым числом 2 — это гелий (He). Следовательно, X — это ядро гелия $_2^4\text{He}$.

Ответ: В результате реакции образуется ядро гелия ($_2^4\text{He}$).

Как называются реакции такого типа?

Реакция, в ходе которой два легких ядра (в данном случае изотопы водорода — дейтерий $_1^2\text{H}$ и тритий $_1^3\text{H}$) сливаются в одно более тяжелое ядро (ядро гелия $_2^4\text{He}$), называется реакцией ядерного синтеза или термоядерной реакцией. Термин "термоядерная" подчеркивает, что для преодоления кулоновского отталкивания положительно заряженных ядер и их слияния необходима очень высокая температура (порядка миллионов кельвинов).

Ответ: Реакции такого типа называются реакциями ядерного синтеза или термоядерными реакциями.