Номер 1, страница 244 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 62. Термоядерные реакции - номер 1, страница 244.

Условие.

1. Какие реакции называют термоядерными?

Решение.

Какие реакции называют термоядерными?

Термоядерными реакциями, или реакциями ядерного синтеза, называют процесс слияния легких атомных ядер в более тяжелые, который происходит при сверхвысоких температурах (от десятков миллионов до сотен миллионов кельвинов) и давлениях. Название «термоядерные» указывает на то, что для преодоления электростатического отталкивания между положительно заряженными ядрами (кулоновского барьера) им необходимо сообщить огромную кинетическую энергию, что достигается именно за счет очень высокой температуры.

При таких условиях вещество переходит в состояние плазмы, где атомы ионизированы, то есть разделены на ядра и электроны. Двигаясь с огромными скоростями, ядра могут сблизиться на расстояние, где начинают действовать мощные, но короткодействующие ядерные силы, которые и вызывают их слияние.

Главной особенностью термоядерных реакций является выделение колоссального количества энергии. Эта энергия возникает из-за так называемого дефекта масс: масса ядра, образовавшегося в результате синтеза, оказывается меньше суммы масс исходных ядер. Уменьшение массы ($\Delta m$) преобразуется в энергию ($\text{E}$) в соответствии со знаменитой формулой Эйнштейна:

$E = \Delta m c^2$

где $\text{c}$ — скорость света.

Примером термоядерной реакции, которая является основным источником энергии Солнца и других звезд, служит протон-протонный цикл, в ходе которого из ядер водорода (протонов) образуются ядра гелия. В земных условиях наиболее перспективной для управляемого термоядерного синтеза считается реакция слияния изотопов водорода — дейтерия ($^2_1H$) и трития ($^3_1H$):

$ _1^2H + _1^3H \rightarrow _2^4He + _0^1n + 17,6 \text{ МэВ} $

Эта реакция лежит в основе работы водородной бомбы и является целью исследований в области создания термоядерных электростанций (например, на установках типа токамак).

Ответ: Термоядерные реакции — это реакции слияния легких атомных ядер в более тяжелые, которые происходят при сверхвысоких температурах (порядка $10^7$ К и выше) и сопровождаются выделением огромного количества энергии за счет дефекта масс.