Что такое ядерные силы?
Это силы, которые удерживают протоны и нейтроны внутри атомного ядра. Они очень сильные, но действуют только на малых расстояниях — порядка 10⁻¹⁵ м. Именно ядерные силы противодействуют электрическому отталкиванию между положительно заряженными протонами.
Что такое ядерные реакции?
Это превращения ядер атомов, при которых изменяется состав или структура ядра. В таких реакциях могут выделяться или поглощаться энергия, новые ядра и элементарные частицы. Примеры: деление урана, синтез ядер водорода в гелий.
Как рассчитывают энергетический выход ядерных реакций?
Сначала находят разницу масс между исходными и конечными частицами. Эту разницу ∆m (в килограммах) умножают на c² (квадрат скорости света): E = ∆m * c² Полученная энергия — это и есть энергетический выход. Масса может быть в атомных единицах массы, тогда используют пересчёт: 1 а.е.м. ≈ 931,5 МэВ.
Какие условия необходимы для начала термоядерной реакции?
Нужна очень высокая температура (миллионы градусов), чтобы ядра получили достаточно энергии и смогли преодолеть взаимное отталкивание. Также требуется высокое давление и плотность вещества, чтобы столкновения происходили чаще.
Какая реакция более эффективна с точки зрения выделения энергии: синтеза или деления?
Синтез. Энергия, выделяемая при слиянии лёгких ядер (например, водорода), больше, чем при делении тяжёлых (например, урана). Именно поэтому термоядерные реакции — основа энергии звёзд.
Какие элементы могут служить топливом для термоядерных реакций?
Чаще всего — изотопы водорода: дейтерий (²H) и тритий (³H). Также исследуют реакции с участием гелия-3 (³He) и бора-11 (¹¹B), но они требуют ещё более высоких температур.