Номер 994, страница 135, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 11 класс. Квантовая физика. Физика атомного ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Изотопы. Нейтрон - номер 994, страница 135.

Условие.

994. [836] Какое ядро образуется в результате $\alpha$-распада ядра изотопа урана $^{\text{232}}_{\text{92}}\text{U}$?

Решение.

Дано:

Исходное ядро: изотоп урана $_{92}^{232}\textrm{U}$

Тип распада: $\alpha$-распад

Найти:

Какое ядро образуется в результате распада?

Решение:

Альфа-распад ($\alpha$-распад) представляет собой процесс, в ходе которого атомное ядро испускает альфа-частицу, которая является ядром атома гелия и имеет массовое число 4 и зарядовое число 2 ($_{2}^{4}\textrm{He}$).

Общее уравнение реакции $\alpha$-распада можно записать следующим образом:

$_{Z}^{A}\textrm{X} \rightarrow _{Z-2}^{A-4}\textrm{Y} + _{2}^{4}\textrm{He}$

где $_{Z}^{A}\textrm{X}$ — это исходное (материнское) ядро, а $_{Z-2}^{A-4}\textrm{Y}$ — новое (дочернее) ядро, которое образуется в результате распада.

Применим это правило к распаду изотопа урана $_{92}^{232}\textrm{U}$:

$_{92}^{232}\textrm{U} \rightarrow _{Z'}^{A'}\textrm{Y} + _{2}^{4}\textrm{He}$

В ядерных реакциях действуют законы сохранения массового числа и электрического заряда.

1. Закон сохранения массового числа (числа нуклонов): сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.

$232 = A' + 4$

Отсюда находим массовое число $A'$ нового ядра:

$A' = 232 - 4 = 228$

2. Закон сохранения заряда (числа протонов): сумма зарядовых чисел до реакции равна сумме зарядовых чисел после реакции.

$92 = Z' + 2$

Отсюда находим зарядовое число $Z'$ нового ядра:

$Z' = 92 - 2 = 90$

Теперь, зная зарядовое число $Z' = 90$, мы можем определить химический элемент с помощью периодической таблицы Д.И. Менделеева. Элемент с порядковым номером 90 — это торий (Th).

Следовательно, в результате $\alpha$-распада ядра урана-232 образуется ядро изотопа тория-228.

Полное уравнение реакции выглядит так:

$_{92}^{232}\textrm{U} \rightarrow _{90}^{228}\textrm{Th} + _{2}^{4}\textrm{He}$

Ответ: В результате $\alpha$-распада ядра изотопа урана $_{92}^{232}\textrm{U}$ образуется ядро тория $_{90}^{228}\textrm{Th}$.