Номер 3, страница 276 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении; кинетическая энергия осколков ядра урана при их торможении в окружающей среде?

В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении

Решение

При делении тяжелого атомного ядра, например, урана, происходит высвобождение энергии. Это связано с тем, что суммарная энергия связи нуклонов в образовавшихся ядрах-осколках оказывается больше, чем энергия связи нуклонов в исходном тяжелом ядре. Вследствие этого суммарная масса покоя продуктов деления (осколков и нейтронов) меньше массы покоя исходного ядра. Эта разница масс, называемая дефектом масс $\Delta m$, и превращается в энергию согласно фундаментальному соотношению Эйнштейна: $E = \Delta m c^2$, где $c$ — скорость света в вакууме. Эта выделившаяся энергия, которая представляет собой часть высвобожденной внутренней энергии исходного ядра, распределяется между продуктами реакции. В основном она переходит в:

1. Кинетическую энергию осколков деления. Это основная часть (около 80–85%) выделяемой энергии. Осколки, имеющие большие положительные заряды, с огромной силой отталкиваются друг от друга (кулоновские силы) и разлетаются с высокими скоростями.

2. Кинетическую энергию нейтронов, испускаемых в процессе деления.

3. Энергию гамма-излучения ($\gamma$-квантов), которое сопровождает процесс деления.

Кроме того, часть энергии выделяется позже, в процессе радиоактивного распада нестабильных осколков.

Ответ: Часть внутренней энергии ядра при его делении переходит главным образом в кинетическую энергию разлетающихся осколков и испускаемых нейтронов, а также в энергию гамма-излучения.

В какую энергию переходит кинетическая энергия осколков ядра урана при их торможении в окружающей среде

Решение

Осколки деления ядра урана, обладающие огромной кинетической энергией, движутся в веществе (например, в топливном элементе ядерного реактора). При своем движении они интенсивно взаимодействуют с атомами и молекулами окружающей среды. В ходе этого взаимодействия (торможения) происходит передача кинетической энергии осколков частицам среды. Этот процесс включает в себя многократные столкновения, ионизацию и возбуждение атомов среды. В результате этих микроскопических взаимодействий упорядоченная энергия движения осколков преобразуется в энергию хаотического (теплового) движения атомов и молекул среды. Макроскопически это проявляется как повышение внутренней энергии среды, то есть её сильный нагрев.

Ответ: Кинетическая энергия осколков ядра урана при их торможении в окружающей среде переходит во внутреннюю (тепловую) энергию этой среды, что приводит к ее нагреву.