26. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция, условия ее осуществления. Термоядерные реакции

### 26. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи. Ядерные реакции **1. Состав ядра атома** Ядро атома состоит из **нуклонов**: протонов ($p$) и нейтронов ($n$). * **Протон ($^1_1p$):** имеет положительный заряд $+e$ и массу $\approx 1$ а.е.м. * **Нейтрон ($^1_0n$):** нейтрален (заряд $0$) и имеет массу $\approx 1$ а.е.м. * **Массовое число ($A$):** общее количество нуклонов ($A = Z + N$). * **Зарядовое число ($Z$):** количество протонов (порядковый номер в таблице Менделеева). **2. Изотопы** Это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов ($Z$), но разное число нейтронов ($N$). Они обладают одинаковыми химическими свойствами, но разными массами. *Пример:* Изотопы водорода — Протий ($^1_1H$), Дейтерий ($^2_1H$), Тритий ($^3_1H$). **3. Энергия связи ядра** Это энергия, которую необходимо затратить, чтобы полностью расщепить ядро на отдельные нуклоны. Она обусловлена **дефектом массы** (масса ядра всегда меньше суммы масс свободных нуклонов, из которых оно состоит): $$\Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_{ядра}$$ Энергия связи вычисляется по формуле Эйнштейна: $$E_{св} = \Delta m \cdot c^2$$ **4. Цепная ядерная реакция и условия её осуществления** Это реакция деления тяжелых ядер (например, Урана-235), при которой нейтроны, возникшие в результате деления одного ядра, вызывают деление последующих ядер. **Условия:** 1. **Наличие делящегося вещества** (Уран-235 или Плутоний-239). 2. **Критическая масса:** минимальная масса вещества, при которой цепная реакция становится возможной. 3. **Коэффициент размножения нейтронов ($k \ge 1$):** отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем. **5. Термоядерные реакции** Это реакции синтеза (слияния) легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при сверхвысоких температурах (миллионы градусов). * При синтезе выделяется гораздо больше энергии на единицу массы, чем при делении. * Пример: слияние дейтерия и трития с образованием гелия и нейтрона. * Такие реакции происходят внутри звезд и при взрыве водородной бомбы.