Номер 3, 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 3, страница 304.

Условие.

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

Решение.

Решение 2.

В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении

При делении тяжелого атомного ядра, например урана, происходит высвобождение энергии. Источником этой энергии является так называемый дефект масс: суммарная масса покоя продуктов деления (осколков и нейтронов) оказывается меньше массы покоя исходного ядра. Эта разница масс $ \Delta m $ преобразуется в энергию $ \Delta E $ в соответствии с соотношением Эйнштейна: $ \Delta E = \Delta m c^2 $, где $ c $ — скорость света в вакууме. Данная энергия, которая является частью начальной внутренней энергии ядра (определяемой энергией связи нуклонов), переходит в основном в кинетическую энергию осколков деления. Эти осколки, являясь положительно заряженными ядрами, отталкиваются друг от друга под действием мощных электростатических сил и разлетаются с огромными скоростями. Именно на их кинетическую энергию приходится основная часть (около 80–85%) всей выделяющейся энергии. Оставшаяся часть распределяется между кинетической энергией испускаемых нейтронов, энергией гамма-излучения и энергией последующего радиоактивного распада осколков.

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

Кинетическая энергия осколков ядра урана при их торможении в окружающей среде

Кинетическая энергия осколков, полученная ими при делении ядра урана, при их торможении переходит во внутреннюю энергию окружающей среды. Происходит это следующим образом: осколки, двигаясь с огромной скоростью сквозь вещество (например, в топливном элементе ядерного реактора), постоянно сталкиваются с его атомами и молекулами. В ходе этих многочисленных столкновений осколки передают свою кинетическую энергию частицам среды, вызывая их ионизацию и возбуждение.

В результате этих взаимодействий осколки быстро тормозятся и останавливаются (обычно на расстоянии в доли миллиметра), а их кинетическая энергия полностью преобразуется в энергию хаотического теплового движения частиц среды. Увеличение средней кинетической энергии теплового движения частиц по определению является увеличением внутренней энергии вещества. Макроскопически это проявляется как сильный нагрев окружающей среды.

Ответ: Кинетическая энергия осколков ядра урана при их торможении в окружающей среде переходит во внутреннюю энергию этой среды, вызывая ее значительный нагрев.