Номер 3, 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 3, страница 335.

Условие.

3. Почему в реакциях, проходящих с участием нейтронов, они могут сблизиться с атомным ядром, практически не обладая кинетической энергией?

Решение.

Решение

Способность нейтронов сближаться с атомными ядрами, практически не обладая кинетической энергией, объясняется их фундаментальным свойством — отсутствием электрического заряда.

Атомное ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, поэтому оно в целом имеет положительный заряд. Когда к ядру приближается другая положительно заряженная частица, например, протон или альфа-частица, между ними возникает сила электростатического отталкивания (кулоновская сила). Эта сила создает так называемый "кулоновский барьер", который препятствует сближению частиц. Чтобы преодолеть этот барьер и попасть в область действия сильного ядерного взаимодействия (на расстояния порядка $10^{-15}$ м), заряженной частице необходимо обладать большой кинетической энергией.

Нейтрон же является электрически нейтральной частицей. Из-за этого он не взаимодействует с электрическим полем ядра и не испытывает кулоновского отталкивания. Для него кулоновский барьер попросту отсутствует. Поэтому даже очень медленный нейтрон, обладающий минимальной кинетической энергией, может беспрепятственно приблизиться к ядру на расстояние, на котором начинают действовать мощные, но короткодействующие ядерные силы притяжения. Как только нейтрон попадает в сферу действия этих сил, он захватывается ядром, что приводит к ядерной реакции (например, делению ядра или радиационному захвату).

Ответ: Нейтроны могут сблизиться с атомным ядром, практически не обладая кинетической энергией, так как они не имеют электрического заряда. Вследствие этого они не испытывают электростатического отталкивания со стороны положительно заряженного ядра, в отличие от протонов или других заряженных частиц, которым для преодоления этого отталкивающего "кулоновского барьера" требуется высокая кинетическая энергия.