Номер 2, страница 304 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 63. Деление ядер урана. Цепная реакция. Ответь на вопросы - номер 2, страница 304.

Условие.

2. Что образуется в результате деления ядра?

Решение.

Решение 2.

что формируется под действием поглощенного им нейтрона?

Когда тяжелое ядро, способное к делению (например, ядро урана-235, $ ^{235}_{92}U $), поглощает медленный нейтрон ($ ^{1}_{0}n $), образуется новое, так называемое составное ядро. Это ядро является изотопом исходного элемента, но с массовым числом на единицу больше, и оно находится в крайне нестабильном, возбужденном состоянии. Например, для урана-235 реакция выглядит следующим образом: $ ^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n \rightarrow [^{236}_{92}U]^* $ Звездочка вверху справа ($ * $) обозначает возбужденное состояние. Это составное ядро существует очень короткое время (порядка $ 10^{-14} $ с), после чего, как правило, самопроизвольно распадается (делится) на части.

Ответ: Под действием поглощенного нейтрона формируется возбужденное, нестабильное составное ядро.

2. Что образуется в результате деления ядра?

В результате деления возбужденного составного ядра образуются:

1. Два (реже три) осколка деления — ядра более легких элементов, расположенных в середине периодической таблицы Менделеева. Например, это могут быть ядра бария ($ Ba $), криптона ($ Kr $), ксенона ($ Xe $), стронция ($ Sr $) и других элементов. Состав осколков может быть разным, существует множество так называемых каналов деления. Например, одна из возможных реакций деления урана-236: $ [^{236}_{92}U]^* \rightarrow ^{141}_{56}Ba + ^{92}_{36}Kr + 3^{1}_{0}n $

2. Несколько (обычно 2 или 3) свободных нейтронов. Эти нейтроны могут, в свою очередь, вызывать деление других тяжелых ядер, что делает возможной цепную ядерную реакцию.

3. Выделяется большое количество энергии (около 200 МэВ на одно ядро урана) в виде кинетической энергии осколков и нейтронов, а также в виде гамма-излучения ($ \gamma $-квантов).

Ответ: В результате деления ядра образуются два (реже три) осколка деления (ядра более легких элементов), несколько свободных нейтронов и выделяется энергия.

3. В какую энергию переходит ...?

(Вероятное окончание вопроса: "...часть внутренней энергии ядра?" или "...дефект масс?")

При делении тяжелого ядра суммарная масса покоя образовавшихся продуктов (осколков и нейтронов) оказывается меньше, чем масса покоя исходного составного ядра. Эта разница масс, называемая дефектом масс ($ \Delta m $), согласно знаменитой формуле Эйнштейна для связи массы и энергии, переходит в энергию: $ E = \Delta m c^2 $ где $ c $ — скорость света в вакууме.

Эта высвободившаяся энергия представляет собой разницу между полной энергией связи нуклонов в исходном тяжелом ядре и суммарной энергией связи нуклонов в ядрах-осколках. Выделяемая энергия распределяется следующим образом: основная ее часть (~80-85%) переходит в кинетическую энергию осколков деления; оставшаяся часть переходит в кинетическую энергию испущенных нейтронов, энергию гамма-излучения, сопровождающего процесс деления, и энергию последующих радиоактивных распадов осколков деления. Таким образом, внутренняя энергия ядра, обусловленная сильным взаимодействием, переходит в кинетическую энергию продуктов реакции и энергию электромагнитного излучения.

Ответ: Энергия, соответствующая дефекту масс (разнице масс до и после реакции), переходит в основном в кинетическую энергию осколков деления и нейтронов, а также в энергию гамма-излучения.