Номер 1198, страница 158 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

1198. В результате какого радиоактивного распада натрий $^{22}_{11}\text{Na}$ превращается в магний $^{22}_{12}\text{Mg}$?

Дано:

Начальный изотоп: натрий-22 ($_{11}^{22}Na$)
Конечный изотоп: магний-22 ($_{12}^{22}Mg$)

Найти:

Тип радиоактивного распада.

Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции, в которой ядро натрия-22 превращается в ядро магния-22, испуская неизвестную частицу $X$:

$_{11}^{22}Na \rightarrow _{12}^{22}Mg + _{Z}^{A}X$

При радиоактивном распаде должны выполняться законы сохранения массового числа (числа нуклонов) и зарядового числа (числа протонов).

1. Согласно закону сохранения массового числа (верхний индекс), сумма массовых чисел продуктов распада должна быть равна массовому числу исходного ядра:
$22 = 22 + A$
Из этого уравнения следует, что массовое число испускаемой частицы $A = 0$.

2. Согласно закону сохранения заряда (нижний индекс), сумма зарядовых чисел продуктов распада должна быть равна зарядовому числу исходного ядра:
$11 = 12 + Z$
Из этого уравнения находим зарядовое число частицы $X$:
$Z = 11 - 12 = -1$.

Итак, неизвестная частица $X$ имеет массовое число $A=0$ и зарядовое число $Z=-1$. Такими характеристиками обладает электрон, который в ядерных реакциях обозначается как $_{-1}^{0}e$.

Процесс распада ядра, сопровождающийся испусканием электрона, называется бета-минус-распадом (или $\beta^{-}$-распадом). При этом в ядре один из нейтронов превращается в протон (что увеличивает зарядовое число на 1) и электрон, который покидает ядро. Массовое число ядра при этом не изменяется.

Полное уравнение реакции имеет вид:

$_{11}^{22}Na \rightarrow _{12}^{22}Mg + _{-1}^{0}e + \bar{\nu}_e$

где $\bar{\nu}_e$ — электронное антинейтрино.

Таким образом, превращение натрия-22 в магний-22 происходит в результате бета-минус-распада.

Ответ: бета-минус-распад ($\beta^{-}$-распад).