Ядерные реакции. Выделение и поглощение энергии при ядерных реакциях. Термоядерные реакции синтеза лёгких ядер

1. Что такое ядерная реакция

Ядерная реакция — это процесс, при котором ядро изменяется при столкновении с другой частицей или ядром.

Общий вид:

где:

• ,  — ядра;
• ,  — частицы (нейтрон, протон и др.).

 При реакции сохраняются заряд и массовое число.

---

Наглядная схема ядерной реакции

---

2. Выделение и поглощение энергии

При ядерных реакциях энергия может:

• выделяться (экзотермические реакции);

• поглощаться (эндотермические реакции).

Причина — изменение энергии связи ядер.

---

Условие выделения энергии:

Если энергия связи продуктов больше, чем исходных ядер:

 избыток энергии выделяется.

---

Условие поглощения энергии:

Если энергия связи уменьшается:

 энергия затрачивается.

---

3. Дефект массы и энергия

Энергия реакции связана с дефектом массы:

Эту зависимость установил Альберт Эйнштейн.

 Даже небольшая потеря массы даёт огромную энергию.

---

Наглядная схема энергии реакции

---

4. Деление тяжёлых ядер

Тяжёлые ядра (например, уран) могут делиться:

• образуются два более лёгких ядра;

• выделяется энергия;

• испускаются нейтроны.

 Это используется в ядерных реакторах.

---

5. Термоядерные реакции

Термоядерные реакции — это реакции слияния лёгких ядер.

Пример:

 Здесь ядра водорода образуют гелий.

---

Наглядная схема термоядерной реакции

---

6. Условия синтеза

Для протекания реакции необходимо:

• очень высокая температура (миллионы градусов);

• высокая плотность вещества;

• преодоление кулоновского отталкивания.

 Такие условия существуют в звёздах.

---

7. Значение термоядерных реакций

• источник энергии Солнца;

• перспективный источник энергии на Земле;

• используются в водородных бомбах;

• изучаются в термоядерных установках.

---

8. Сравнение процессов

Процесс	Ядра	Энергия
Деление	тяжёлые	выделяется
Синтез	лёгкие	выделяется

 Оба процесса связаны с ростом энергии связи.

---

9. Итоги

• Ядерные реакции — превращения ядер;

• Энергия определяется дефектом массы;

• Деление и синтез сопровождаются выделением энергии;

• Термоядерные реакции — источник энергии звёзд;

• Эти процессы лежат в основе энергетики будущего.

---

Вопросы для самопроверки

1. Что такое ядерная реакция?

2. Какие законы сохраняются при реакции?

3. Когда энергия выделяется?

4. Что такое дефект массы?

5. В чем суть деления ядер?

6. Что такое термоядерная реакция?

7. Где происходят реакции синтеза?

8. Почему для синтеза нужны высокие температуры?