Номер 2, страница 281 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 8. Строение и эволюция Вселенной. Параграф 68. Физическая природа Солнца и звёзд. Вспомните - номер 2, страница 281.

Условие.

Что такое термоядерные реакции?

Решение.

Термоядерные реакции (или реакции ядерного синтеза) — это реакции слияния легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при очень высоких температурах (порядка миллионов и десятков миллионов кельвинов) и давлениях.

Приставка «термо-» указывает на то, что для запуска и поддержания этих реакций необходима огромная температура. Это связано с тем, что атомные ядра заряжены положительно и, следовательно, отталкиваются друг от друга из-за кулоновских сил. Чтобы преодолеть этот кулоновский барьер и сблизиться на расстояние, где начинают действовать гораздо более мощные, но короткодействующие ядерные силы, ядра должны обладать очень большой кинетической энергией. Такая высокая кинетическая энергия частиц вещества соответствует чрезвычайно высокой температуре.

Термоядерные реакции сопровождаются выделением колоссального количества энергии. Эта энергия возникает из-за так называемого дефекта масс: масса образовавшегося в результате синтеза более тяжелого ядра (и других продуктов реакции) оказывается меньше, чем суммарная масса исходных легких ядер. Разница масс, $\Delta m$, согласно знаменитой формуле Эйнштейна, переходит в энергию $\text{E}$:

$E = \Delta m c^2$,

где $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Примером термоядерных реакций являются процессы, происходящие в звездах, в том числе и на Солнце. В недрах Солнца водород (протоны) превращается в гелий в ходе протон-протонного цикла. Суммарное уравнение этого цикла можно записать как:

$4{^1_1}H \rightarrow {^4_2}He + 2e^+ + 2\nu_e + \text{энергия}$

Другим важным примером является реакция синтеза дейтерия и трития, которая считается наиболее перспективной для осуществления управляемого термоядерного синтеза на Земле:

${^2_1}H + {^3_1}H \rightarrow {^4_2}He + {^1_0}n + 17.6 \text{ МэВ}$

Здесь ${^2_1}H$ (дейтерий) и ${^3_1}H$ (тритий) — изотопы водорода, ${^4_2}He$ — ядро гелия (альфа-частица), а ${^1_0}n$ — нейтрон.

Ответ: Термоядерные реакции — это реакции слияния легких атомных ядер (например, изотопов водорода) в более тяжелые (например, гелий), которые происходят при сверхвысоких температурах (миллионы градусов) и сопровождаются выделением огромного количества энергии за счет превращения части массы ядер в энергию.