Номер 2, страница 335 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 57. Ядерные реакции. Деление и синтез ядер. Ядерная энергетика. Источники энергии Солнца и звёзд. Вопросы - номер 2, страница 335.

Условие.

2. Почему для осуществления ядерной реакции необходимо сблизить взаимодействующие частицы на очень малые расстояния?

Решение.

Для осуществления ядерной реакции необходимо сблизить взаимодействующие частицы (например, два атомных ядра) на очень малые расстояния по двум основным причинам, связанным с природой действующих между ними сил.

1. Преодоление кулоновского барьера. Атомные ядра состоят из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, поэтому каждое ядро имеет положительный заряд. Согласно закону Кулона, одноименно заряженные тела отталкиваются. Эта сила отталкивания, называемая кулоновским барьером, очень велика на малых расстояниях и препятствует сближению ядер. Чтобы преодолеть этот барьер, частицы должны обладать очень большой кинетической энергией (что достигается, например, при сверхвысоких температурах или в ускорителях частиц), которая позволит им подойти друг к другу вплотную.

2. Короткодействующий характер ядерных сил. Силы, которые вызывают саму ядерную реакцию (перестройку или слияние ядер), — это сильные ядерные взаимодействия. Эти силы являются силами притяжения между нуклонами (протонами и нейтронами) и во много раз превосходят кулоновское отталкивание, но они действуют только на чрезвычайно малых расстояниях, сопоставимых с размером самого ядра (порядка $10^{-15}$ м). За пределами этого расстояния их действие практически равно нулю.

Таким образом, чтобы сильное ядерное взаимодействие смогло вступить в игру и запустить реакцию, необходимо сначала с помощью большой кинетической энергии "пробить" кулоновский барьер отталкивания и сблизить частицы на расстояние действия ядерных сил.

Ответ: Сближение взаимодействующих частиц на очень малые расстояния необходимо для того, чтобы преодолеть силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ядрами и войти в область действия гораздо более мощных, но короткодействующих ядерных сил притяжения, которые и вызывают ядерную реакцию.