Номер 6, страница 242 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 48. Деление и синтез ядер. Цепная реакция. Вопросы - номер 6, страница 242.

Условие.

6. Используя рис. 233, объясните, как происходит цепная ядерная реакция.

Рис. 233

Решение.

6. Используя рис. 233, объясните, как происходит цепная ядерная реакция.

Решение

На рисунке 233 схематически показан процесс цепной ядерной реакции деления тяжелых ядер, например, урана ($^{235}_{92}U$). Эта реакция представляет собой самоподдерживающийся процесс, который можно описать следующими этапами:

1. Инициирование реакции. Реакция начинается, когда свободный нейтрон (на схеме — маленькая точка, летящая сверху) сталкивается с тяжелым атомным ядром (большое скопление частиц).

2. Деление ядра. После поглощения нейтрона ядро становится нестабильным и практически мгновенно распадается на два более легких ядра-осколка. Этот процесс называется ядерным делением и сопровождается выделением большого количества энергии.

3. Эмиссия новых нейтронов. Ключевым моментом для возникновения цепной реакции является то, что при каждом акте деления, помимо осколков, высвобождается несколько (обычно 2 или 3) новых нейтронов. На рисунке показано, что при делении первого ядра испускается три новых нейтрона.

4. Развитие цепи. Каждый из этих новых нейтронов может, в свою очередь, вызвать деление соседних тяжелых ядер. На схеме видно, как каждый из трех нейтронов «первого поколения» инициирует новое деление. В результате во «втором поколении» реакции происходит уже три акта деления, которые суммарно испускают девять нейтронов.

5. Лавинообразный рост. Этот процесс продолжается лавинообразно: нейтроны, рожденные в одном поколении делений, вызывают еще большее число делений в следующем поколении. Число реакций нарастает в геометрической прогрессии, что приводит к выделению огромной энергии за очень короткий промежуток времени.

Ответ: Цепная ядерная реакция, как показано на рис. 233, начинается с попадания нейтрона в тяжелое ядро, что вызывает его деление. В результате деления высвобождается энергия и несколько новых нейтронов. Эти новые нейтроны, в свою очередь, вызывают деление других ядер, что приводит к экспоненциальному, лавинообразному росту числа делений и выделению колоссального количества энергии.