Номер 74.5, страница 251 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 10. Квантовые явления. Параграф 74. Ядерные реакции - номер 74.5, страница 251.

Условие.

74.5 [н] Под действием каких частиц ($ \alpha $-частиц, нейтронов) ядерные реакции более эффективны? Ответ поясните.

Решение 4.

Решение 7.

Ядерные реакции более эффективны под действием нейтронов по сравнению с α-частицами.

Это объясняется различием в их электрических зарядах и, как следствие, разным характером взаимодействия с атомными ядрами.

Альфа-частица ($ _2^4\text{He} $) представляет собой ядро атома гелия и несет положительный заряд $+2e$. Атомное ядро-мишень, с которым она должна провзаимодействовать, также заряжено положительно. Поэтому при сближении α-частицы с ядром возникает сильная сила электростатического отталкивания, называемая кулоновским барьером. Для того чтобы α-частица смогла преодолеть этот барьер и попасть в сферу действия ядерных сил, вызвав реакцию, она должна обладать значительной кинетической энергией, то есть ее нужно сильно разогнать.

Нейтрон ($ _0^1\text{n} $), в свою очередь, является электрически нейтральной частицей. Из-за отсутствия заряда он не испытывает кулоновского отталкивания со стороны ядра. Это позволяет нейтронам, даже обладающим очень малой кинетической энергией (так называемым тепловым нейтронам), беспрепятственно проникать в атомные ядра и инициировать ядерные реакции (например, захват нейтрона или деление ядра).

Таким образом, способность нейтронов легко проникать в ядра без необходимости преодолевать энергетический барьер делает их гораздо более эффективными частицами для осуществления ядерных превращений.

Ответ: Ядерные реакции более эффективны под действием нейтронов. Это связано с тем, что нейтроны не имеют электрического заряда и, в отличие от положительно заряженных α-частиц, не испытывают электростатического (кулоновского) отталкивания от положительно заряженных атомных ядер, что позволяет им легче проникать в ядро и вызывать реакцию даже при низких энергиях.