Номер 9, страница 336 - 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 9, страница 336.

Условие.

9. Какие реакции называют термоядерными? Почему их так называют?

Решение.

Какие реакции называют термоядерными?

Термоядерными реакциями (или реакциями ядерного синтеза) называют реакции слияния легких атомных ядер в более тяжелые, которые происходят при очень высоких температурах (порядка десятков и сотен миллионов градусов) и сопровождаются выделением огромного количества энергии. Эта энергия выделяется за счет того, что масса образовавшегося в результате синтеза ядра и других продуктов реакции оказывается меньше суммарной массы исходных ядер. Эта разница масс (дефект масс $\Delta m$) преобразуется в энергию согласно формуле Эйнштейна $E = \Delta m c^2$.

Наиболее известным примером является реакция слияния изотопов водорода — дейтерия ($\text{D}$ или ${}_1^2H$) и трития ($\text{T}$ или ${}_1^3H$):

${}_1^2H + {}_1^3H \rightarrow {}_2^4He + {}_0^1n + 17,6 \text{ МэВ}$

В результате этой реакции образуется ядро гелия (${}_2^4He$), нейтрон (${}_0^1n$) и выделяется энергия 17,6 мегаэлектронвольт.

Почему их так называют?

Название "термоядерные" происходит от сочетания двух слов: "термо" (от греч. thermos — тёплый, горячий) и "ядерные".

Часть "ядерные" указывает на то, что это процесс, в котором происходят превращения атомных ядер, в отличие от химических реакций, где взаимодействуют только внешние электронные оболочки атомов.

Часть "термо-" указывает на ключевое условие, необходимое для запуска и поддержания таких реакций — чрезвычайно высокую температуру. Дело в том, что все атомные ядра заряжены положительно, и поэтому они испытывают сильное электростатическое (кулоновское) отталкивание. Чтобы ядра смогли слиться, им необходимо преодолеть этот кулоновский барьер, то есть сблизиться на очень малое расстояние, где начинают преобладать мощные, но короткодействующие ядерные силы притяжения. Для этого ядра должны обладать очень большой кинетической энергией. Такую энергию частицы приобретают при нагреве вещества до сверхвысоких температур (миллионы градусов Цельсия и выше), когда оно переходит в состояние плазмы. Именно поэтому реакции ядерного синтеза получили название термоядерных. Подобные процессы являются источником энергии звезд, включая наше Солнце.

Ответ: Термоядерные реакции — это реакции слияния (синтеза) легких атомных ядер в более тяжелые, которые протекают при сверхвысоких температурах и сопровождаются выделением колоссальной энергии. Их называют "термоядерными", потому что для их осуществления (преодоления кулоновского отталкивания между ядрами) требуется огромная температура ("термо-"), которая сообщает ядрам достаточную кинетическую энергию для слияния ("ядерная" реакция).