Номер 3, страница 263 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 64. Атомная энергетика. Вспомните - номер 3, страница 263.

Условие.

Что такое ядерные реакции?

Решение.

Ядерные реакции — это процессы превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием с другими ядрами, элементарными частицами или квантами электромагнитного излучения. В результате ядерной реакции изменяется состав и/или внутренняя структура исходного ядра, 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, в то время как ядра остаются неизменными. Ядерные же реакции происходят на уровне нуклонов (протонов и нейтронов), составляющих ядро, и сопровождаются выделением или поглощением энергии, которая на много порядков превышает энергию химических процессов.

Для записи ядерных реакций используется специальная символика. Ядро химического элемента $\text{X}$ обозначается как $^A_Z X$, где $\text{Z}$ — зарядовое число (число протонов), а $\text{A}$ — массовое число (общее число протонов и нейтронов). В общем виде реакцию можно записать так:
$a + X \rightarrow Y + b$
где $\text{a}$ — налетающая частица, $\text{X}$ — ядро-мишень, а $\text{Y}$ и $\text{b}$ — продукты реакции.

При протекании ядерных реакций выполняются фундаментальные законы сохранения:
1. Закон сохранения заряда: сумма зарядовых чисел (нижних индексов) до реакции равна сумме зарядовых чисел после реакции.
2. Закон сохранения массового числа: сумма массовых чисел (верхних индексов) до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.
3. Закон сохранения энергии-массы: полная энергия системы, включающая энергию покоя ($E=mc^2$), до реакции равна полной энергии после реакции.
4. Закон сохранения импульса и другие (момента импульса, чётности и т.д.).

Энергетический выход ядерной реакции ($\text{Q}$) определяется разностью масс покоя частиц до и после реакции: $Q = (m_{исх} - m_{прод})c^2$. Если $Q > 0$, реакция идет с выделением энергии (экзоэнергетическая). Если $Q < 0$, для ее осуществления необходимо затратить энергию (эндоэнергетическая).

К основным типам ядерных реакций относятся:
1. Радиоактивный распад: самопроизвольное превращение нестабильного ядра в другое ядро с испусканием частиц (альфа-распад, бета-распад) или электромагнитного излучения (гамма-излучение). Пример альфа-распада урана-238: $^{238}_{92}U \rightarrow ^{234}_{90}Th + ^4_2He$.
2. Ядерный синтез (термоядерная реакция): слияние легких ядер с образованием более тяжелого ядра, сопровождающееся выделением огромного количества энергии. Пример — реакция синтеза гелия из дейтерия и трития: $^2_1H + ^3_1H \rightarrow ^4_2He + ^1_0n$.
3. Деление тяжелых ядер: расщепление тяжелого ядра (например, урана или плутония) на два или более легких осколка при поглощении нейтрона. Эта реакция также сопровождается выделением большого количества энергии и испусканием нескольких нейтронов, что делает возможной цепную реакцию. Пример: $^1_0n + ^{235}_{92}U \rightarrow ^{141}_{56}Ba + ^{92}_{36}Kr + 3(^1_0n)$.
4. Реакции под действием частиц: превращения ядер, вызванные их бомбардировкой различными частицами (протонами, нейтронами, альфа-частицами и др.). Первая искусственно вызванная ядерная реакция, осуществленная Э. Резерфордом в 1919 году: $^4_2He + ^{14}_7N \rightarrow ^{17}_8O + ^1_1p$.

Таким образом, ядерные реакции — это фундаментальные процессы микромира, лежащие в основе явлений от радиоактивности до свечения звезд и работы атомной энергетики, и представляющие собой изменение состава атомных ядер при их взаимодействиях.

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