Номер 1199, страница 158 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

1199. Написать реакции $\alpha$-распада урана $_{92}^{238}\text{U}$ и $\beta$-распада свинца $_{82}^{209}\text{Pb}$.

α-распад урана ${}_{92}^{238}U$

Дано:

Исходное ядро: Уран-238, ${}_{92}^{238}U$.

Тип распада: α-распад.

Найти:

Записать уравнение реакции α-распада.

Решение:

Альфа-распад (α-распад) — это вид радиоактивного распада, при котором ядро испускает альфа-частицу, представляющую собой ядро атома гелия ${}_{2}^{4}He$.

При написании уравнения ядерной реакции необходимо соблюдать законы сохранения массового числа (суммарное число нуклонов) и зарядового числа (суммарный заряд в единицах элементарного заряда).

Правило смещения для α-распада гласит, что в результате испускания α-частицы массовое число $A$ исходного ядра уменьшается на 4, а зарядовое число $Z$ уменьшается на 2. Образуется ядро нового элемента, смещенного на две клетки к началу периодической системы Менделеева.

Общая схема реакции выглядит так:

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

Для урана-238 (${}_{92}^{238}U$):

Исходное массовое число $A = 238$.

Исходное зарядовое число $Z = 92$.

Массовое число продукта распада: $A' = A - 4 = 238 - 4 = 234$.

Зарядовое число продукта распада: $Z' = Z - 2 = 92 - 2 = 90$.

Элемент с зарядовым числом $Z' = 90$ — это торий (Th).

Таким образом, в результате α-распада урана-238 образуется торий-234 (${}_{90}^{234}Th$) и α-частица.

Запишем уравнение реакции:

Ответ: ${}_{92}^{238}U \rightarrow {}_{90}^{234}Th + {}_{2}^{4}He$

β-распад свинца ${}_{82}^{209}Pb$

Дано:

Исходное ядро: Свинец-209, ${}_{82}^{209}Pb$.

Тип распада: β-распад (электронный).

Найти:

Записать уравнение реакции β-распада.

Решение:

Бета-распад (β-распад, точнее β⁻-распад) — это вид радиоактивного распада, при котором один из нейтронов ядра превращается в протон, при этом испускается электрон (${}_{-1}^{0}e$, или β⁻-частица) и электронное антинейтрино ($\bar{\nu}_e$).

Правило смещения для β⁻-распада гласит, что в результате распада массовое число $A$ ядра не изменяется, а зарядовое число $Z$ увеличивается на 1. Образуется ядро нового элемента, смещенного на одну клетку к концу периодической системы Менделеева.

Общая схема реакции выглядит так:

${}_{Z}^{A}X \rightarrow {}_{Z+1}^{A}Y + {}_{-1}^{0}e + \bar{\nu}_e$

Для свинца-209 (${}_{82}^{209}Pb$):

Исходное массовое число $A = 209$.

Исходное зарядовое число $Z = 82$.

Массовое число продукта распада: $A' = A = 209$.

Зарядовое число продукта распада: $Z' = Z + 1 = 82 + 1 = 83$.

Элемент с зарядовым числом $Z' = 83$ — это висмут (Bi).

Таким образом, в результате β⁻-распада свинца-209 образуется висмут-209 (${}_{83}^{209}Bi$), электрон и электронное антинейтрино.

Запишем уравнение реакции:

Ответ: ${}_{82}^{209}Pb \rightarrow {}_{83}^{209}Bi + {}_{-1}^{0}e + \bar{\nu}_e$