Номер 2, страница 178, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 11. Квантовые явления. Параграф 105. Энергия связи атомных ядер. Повторим изученное - номер 2, страница 178.

Условие.

• Что такое ядерные реакции?

Решение.

Что такое ядерные реакции?

Ядерные реакции — это процессы превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием друг с другом или с элементарными частицами. В результате ядерной реакции изменяется состав и/или структура ядра (его зарядовое число $\text{Z}$, массовое число $\text{A}$, или энергетическое состояние), что приводит к образованию новых ядер и/или частиц.

Ключевое отличие ядерных реакций от химических заключается в том, что химические реакции затрагивают только электронные оболочки атомов, а ядра остаются неизменными. Ядерные же реакции изменяют сами ядра, что сопровождается выделением или поглощением огромного количества энергии, которое на много порядков превышает энергию, выделяемую или поглощаемую в химических реакциях.

Любая ядерная реакция подчиняется фундаментальным законам сохранения:
- Закон сохранения электрического заряда: сумма зарядовых чисел (числа протонов) до реакции равна сумме зарядовых чисел после реакции.
- Закон сохранения массового числа: сумма массовых чисел (общего числа нуклонов — протонов и нейтронов) до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.
- Закон сохранения энергии-импульса. Энергия, выделяющаяся или поглощающаяся в ходе реакции (энергетический выход $\text{Q}$), определяется разницей масс покоя начальных и конечных продуктов реакции согласно уравнению Эйнштейна: $Q = (m_{исх} - m_{кон})c^2$. Если $Q > 0$, реакция является экзотермической (с выделением энергии), если $Q < 0$ — эндотермической (с поглощением энергии).

Первая в истории искусственно вызванная ядерная реакция была осуществлена Эрнестом Резерфордом в 1919 году. Он бомбардировал ядра азота альфа-частицами (ядрами гелия), в результате чего получались ядра кислорода и протоны. Уравнение этой реакции выглядит так:
$ {}_{7}^{14}\text{N} + {}_{2}^{4}\text{He} \to {}_{8}^{17}\text{O} + {}_{1}^{1}\text{p} $
В этой реакции соблюдаются законы сохранения:
- по зарядовым числам: $7 + 2 = 9$ и $8 + 1 = 9$.
- по массовым числам: $14 + 4 = 18$ и $17 + 1 = 18$.

Основные типы ядерных реакций включают в себя: ядерное деление (расщепление тяжелого ядра), ядерный синтез (слияние лёгких ядер), радиоактивный распад (спонтанное превращение нестабильных ядер) и различные реакции, инициируемые бомбардировкой ядер нейтронами, протонами и другими частицами.

Ответ: Ядерные реакции — это процессы взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, которые приводят к изменению состава и структуры исходного ядра и образованию новых ядер и/или частиц.