Параграф 106 Ответы на вопросы ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

1. Объясните, используя рисунок 13.11, почему при ядерной реакции $$\mathrm{Li}+\mathrm{H}=\mathrm{He}+\mathrm{He}$$ энергия не поглощается, а выделяется.
2. Что называют энергетическим выходом ядерной реакции?
3. В чем главное отличие ядерных реакций на нейтронах от ядерных реакций, вызываемых заряженными частицами?

1. В реакции $$^7_3\text{Li}+^1_1\text{H}\rightarrow 2\,^4_2\text{He}$$ энергия не поглощается, а выделяется, потому что суммарная энергия связи продуктов реакции больше, чем у исходных ядер.

По графику удельной энергии связи: для лития $$E_{\text{уд}} \approx 5{,}3\ \text{МэВ/нуклон}$$, для гелия $$E_{\text{уд}} \approx 7\ \text{МэВ/нуклон}$$, для протона $$E_{\text{уд}}=0.$$

Тогда полная энергия связи слева и справа равна:

$$E_{\text{св сл}}=5{,}3\cdot 7+0\cdot 1=37{,}1\ \text{МэВ}$$
$$E_{\text{св пр}}=2\cdot(7\cdot 4)=56\ \text{МэВ}$$

Так как $$E_{\text{св пр}} > E_{\text{св сл}},$$ то после реакции система переходит в более устойчивое состояние, и разность энергий выделяется.

2. Энергетическим выходом ядерной реакции называют разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции, а также разность их кинетических энергий:

$$Q=(E_{\text{до}}-E_{\text{после}})$$

3. Главное отличие ядерных реакций на нейтронах от реакций, вызываемых заряженными частицами, состоит в том, что нейтроны не имеют заряда и поэтому не испытывают кулоновского отталкивания со стороны ядра. Из-за этого они легко проникают в ядра и могут вызывать реакции даже при малых энергиях.

Для заряженных частиц, наоборот, нужно преодолеть кулоновский барьер, поэтому такие реакции обычно возможны только при достаточно больших энергиях частиц.