Номер 871, страница 128 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Биологическое действие радиации. Термоядерная реакция - номер 871, страница 128.

Условие.

871. В чём состоит различие между цепной ядерной и термоядерной реакциями? Где происходит каждая из них?

Решение.

В чём состоит различие между цепной ядерной и термоядерной реакциями?

Различие между цепной ядерной и термоядерной реакциями заключается в типе ядерного превращения, исходных веществах, условиях протекания и продуктах реакции.

Цепная ядерная реакция — это самоподдерживающийся процесс деления тяжелых атомных ядер (например, урана-235 $ _{92}^{235}U $ или плутония-239 $ _{94}^{239}Pu $) при их бомбардировке нейтронами. Каждое деление высвобождает энергию и несколько новых нейтронов, которые, в свою очередь, вызывают деление следующих ядер, создавая цепную реакцию.

Термоядерная реакция — это реакция синтеза (слияния) легких атомных ядер (например, изотопов водорода — дейтерия $ _{1}^{2}D $ и трития $ _{1}^{3}T $) в более тяжелые. Эта реакция требует для своего протекания экстремально высоких температур (сотни миллионов градусов) и давлений, чтобы преодолеть электростатическое отталкивание ядер.

Ключевые отличия:
1. Процесс: деление тяжелых ядер против синтеза легких.
2. Вещества: уран, плутоний против изотопов водорода.
3. Условия: наличие нейтронов и критической массы против сверхвысокой температуры и давления.
4. Продукты: радиоактивные осколки деления против в основном стабильного гелия и нейтронов.

Ответ: Основное различие состоит в том, что цепная ядерная реакция — это деление тяжелых ядер, а термоядерная — синтез легких ядер. Эти процессы требуют разных исходных веществ и кардинально различных условий для их протекания.

Где происходит каждая из них?

Цепная ядерная реакция находит применение как в мирных, так и в военных целях, а также встречается в природе:
- В ядерных реакторах на атомных электростанциях (АЭС) она протекает в управляемом режиме для выработки энергии.
- В атомных бомбах реакция носит неуправляемый, взрывной характер.
- В природе существовали естественные ядерные реакторы (например, в Окло, Габон).

Термоядерная реакция является фундаментальным процессом во Вселенной и объектом исследований для будущей энергетики:
- В недрах звезд (включая Солнце) это естественный и основной источник их энергии.
- В водородных (термоядерных) бомбах реакция протекает в неуправляемом виде.
- В экспериментальных установках (токамаки, стеллараторы) ученые стремятся осуществить управляемый термоядерный синтез.

Ответ: Цепные ядерные реакции происходят в ядерных реакторах и атомных бомбах. Термоядерные реакции происходят внутри звезд, а на Земле — в водородных бомбах и экспериментальных термоядерных установках.