ЕГЭ по физике: Ядерные реакции, деление и синтез

Физика атомного ядра в ЕГЭ по физике 2026 года проверяется заданиями 16 и 17 части 1. Задание 16 прямо включает элемент кодификатора 4.3.4 «Ядерные реакции. Деление и синтез ядер» вместе с составом ядра и радиоактивностью. В каталоге уже есть материал о строении атома и радиоактивном распаде, а этот посвящён именно ядерным реакциям, которые там почти не тренируются.

Первый блок — запись реакций. По законам сохранения зарядового и массового чисел ученик определяет неизвестную частицу или ядро: нейтрон, протон, альфа-частицу, лёгкие ядра гелия-3 и лития-7, считает число нейтронов, испускаемых при делении урана, и число нейтронов в ядре-продукте. Реакции подобраны так, чтобы ответом были разные частицы: механически подставить «нейтрон» не получится. Некоторые из них исторические — открытие протона Резерфордом и открытие нейтрона.

Второй блок — энергетический выход. По массам частиц до и после реакции и соотношению 1 а.е.м. — 931,5 МэВ ученик считает энергию и решает, выделяется она или поглощается. Разобраны реакция синтеза дейтерия и трития, в которой выделяется около 17,6 МэВ, и реакция азота с альфа-частицей, где масса продуктов больше и энергия поглощается.

Третий блок — физика деления и синтеза. Цепная реакция и коэффициент размножения нейтронов, критическая масса, роль замедлителя, управляющих стержней и теплоносителя в реакторе. Почему синтезу нужны температуры в десятки миллионов кельвинов, а делению урана хватает медленного нейтрона. Почему энергию дают и деление тяжёлых ядер, и синтез лёгких — через удельную энергию связи, которая максимальна у ядер средней массы.

Материал включает тест из 12 заданий с разбором, карточки с законами сохранения и обозначениями частиц, устный экзамен, где экзаменатор предлагает дописать реакции и просит объяснить каждый шаг, и письменную работу из 8 заданий — от достройки реакций до расчёта энергии деления одного грамма урана-235. Все задачи оригинальные, массы ядер даны в условиях. Отдельно подчёркнуто, что в ядерных реакциях сохраняются суммы массовых и зарядовых чисел, но не суммарная масса покоя: именно её изменение и определяет энергетический выход реакции.

  • Определять неизвестную частицу в ядерной реакции по законам сохранения зарядового и массового чисел
  • Вычислять энергетический выход ядерной реакции по массам частиц и определять, выделяется энергия или поглощается
  • Объяснять механизм цепной реакции деления, смысл коэффициента размножения и критической массы
  • Описывать назначение основных элементов ядерного реактора
  • Объяснять условия термоядерного синтеза и источник энергии деления и синтеза через удельную энергию связи

Кодификатор ЕГЭ 2026 по физике: 4.3.1 нуклонная модель ядра, заряд и массовое число; 4.3.4 ядерные реакции, деление и синтез ядер. Спецификация 2026: задание 16 (элементы 4.2.1, 4.3.1–4.3.4), задание 17 (раздел 4).

Пример вопроса

Реакция синтеза: ${}^{2}_{1}\mathrm{H} + {}^{3}_{1}\mathrm{H} \to {}^{4}_{2}\mathrm{He} + {}^{1}_{0}n$. Массы: дейтерий 2,01410 а.е.м., тритий 3,01605 а.е.м., гелий-4 4,00260 а.е.м., нейтрон 1,00866 а.е.м.; 1 а.е.м. соответствует 931,5 МэВ. Каков энергетический выход реакции?

Показать ответ

Выделяется около 17,6 МэВ

$\Delta m = (2,01410 + 3,01605) - (4,00260 + 1,00866) = 0,01889$ а.е.м. $E = 0,01889 \cdot 931,5 \approx 17,6$ МэВ. Масса продуктов меньше массы исходных ядер, значит, энергия выделяется.

← Физика

↑ ЕГЭ