Номер 4, страница 241 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

4. Что называют цепной ядерной реакцией? Благодаря чему оказалось возможным существование цепной ядерной реакции деления?

Что называют цепной ядерной реакцией?
Цепной ядерной реакцией называют самоподдерживающийся процесс деления тяжелых атомных ядер, в котором частицы, вызывающие реакцию (нейтроны), образуются как продукты этой же реакции. Процесс инициируется попаданием нейтрона в ядро делящегося вещества (например, урана-235). Ядро возбуждается и распадается на два (реже три) более легких ядра-осколка. Этот акт деления сопровождается выделением огромного количества энергии и, что является ключевым для цепной реакции, испусканием нескольких (в среднем 2-3) новых нейтронов. Эти вторичные нейтроны, в свою очередь, могут вызвать деление других ядер, что приводит к каскадному, лавинообразному нарастанию числа актов деления.
Для описания интенсивности реакции используется коэффициент размножения нейтронов $k$, равный отношению числа нейтронов последующего поколения к числу нейтронов предыдущего поколения.

• При $k < 1$ реакция затухает (подкритическое состояние).
• При $k = 1$ реакция протекает с постоянной скоростью (критическое состояние).
• При $k > 1$ интенсивность реакции лавинообразно нарастает (надкритическое состояние).

Благодаря чему оказалось возможным существование цепной ядерной реакции деления?
Существование цепной ядерной реакции деления стало возможным благодаря фундаментальному свойству тяжелых ядер, таких как уран-235 ($^{235}\text{U}$) или плутоний-239 ($^{239}\text{Pu}$): при делении одного ядра под действием одного нейтрона испускается более одного вторичного нейтрона.
Например, при делении ядра урана-235 образуется в среднем около 2.5 нейтронов. Общая схема реакции выглядит так: $$ {}_{0}^{1}\text{n} + {}_{92}^{235}\text{U} \rightarrow \text{осколки деления} + \nu \cdot {}_{0}^{1}\text{n} + \text{энергия} $$ где $\nu$ — число вторичных нейтронов ($\nu \approx 2.5$).
Если бы при каждом акте деления испускался в среднем один нейтрон или меньше, то цепная реакция была бы невозможна, так как часть нейтронов всегда теряется (поглощается примесями без деления или вылетает из объема делящегося вещества). Именно тот факт, что число испускаемых нейтронов $\nu$ больше единицы, позволяет не только компенсировать эти потери, но и обеспечить нарастание числа делений, то есть развитие цепной реакции.
Ответ: Существование цепной реакции деления возможно благодаря тому, что при делении одного тяжелого ядра испускается в среднем более одного вторичного нейтрона, которые могут инициировать деление других ядер.