Номер 1, страница 260 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 63. Деление и синтез ядер. Вспомните - номер 1, страница 260.

Условие.

Что такое ядерные реакции?

Решение.

Ядерные реакции — это процессы превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием с элементарными частицами (например, нейтронами, протонами, альфа-частицами, гамма-квантами) или друг с другом. В результате ядерной реакции изменяется состав (зарядовое число $\text{Z}$) и/или структура (массовое число $\text{A}$) ядра, что приводит к образованию новых дочерних ядер и/или элементарных частиц.

Ключевое отличие ядерных реакций от химических заключается в том, что химические реакции затрагивают только внешние электронные оболочки атомов, не изменяя их ядра. Ядерные же реакции происходят непосредственно с ядрами, что приводит к превращению одних химических элементов в другие. Энергии, которые выделяются или поглощаются в ходе ядерных реакций, в миллионы раз превышают энергии, характерные для химических процессов.

Любая ядерная реакция подчиняется фундаментальным законам сохранения:

1. Закон сохранения электрического заряда: Сумма зарядовых чисел (количества протонов) ядер и частиц до реакции равна сумме их зарядовых чисел после реакции.

2. Закон сохранения массового числа: Сумма массовых чисел (общего числа нуклонов — протонов и нейтронов) ядер и частиц до реакции равна сумме их массовых чисел после реакции.

3. Закон сохранения энергии-массы: Полная энергия системы, включая энергию покоя ($E=mc^2$), сохраняется. Если сумма масс покоя продуктов реакции меньше суммы масс покоя исходных частиц, разница масс (дефект масс) переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Такая реакция называется экзотермической. Если масса продуктов больше, реакция является эндотермической и требует затрат внешней энергии.

4. Закон сохранения импульса: Суммарный импульс всех частиц до реакции равен суммарному импульсу всех частиц после реакции.

Записывают ядерные реакции в виде уравнений. Например, первая искусственно вызванная ядерная реакция, проведенная Эрнестом Резерфордом в 1919 году, выглядит так:

$${}_{7}^{14}N + {}_{2}^{4}He \rightarrow {}_{8}^{17}O + {}_{1}^{1}p$$

Здесь ядро азота-14, взаимодействуя с альфа-частицей (ядром гелия), превращается в ядро изотопа кислорода-17 и протон.

Основные типы ядерных реакций:

• Ядерное деление — процесс расщепления тяжелого ядра (например, урана-235) на два или более легких ядра с высвобождением огромного количества энергии и нескольких нейтронов.
• Ядерный синтез (термоядерная реакция) — процесс слияния двух легких ядер в одно более тяжелое, также сопровождающийся выделением колоссальной энергии. Такие реакции являются источником энергии Солнца и других звезд.
• Радиоактивный распад — спонтанное превращение нестабильного ядра в другое ядро путем испускания частиц (альфа-распад, бета-распад) или электромагнитного излучения (гамма-распад).

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 частиц. Эти процессы, в отличие от химических реакций, затрагивают ядро атома, сопровождаются огромным выделением или поглощением энергии и подчиняются законам сохранения заряда, массового числа, энергии и импульса. Основными типами ядерных реакций являются ядерное деление, ядерный синтез и радиоактивный распад.