Номер 1212, страница 159 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

1212. При бомбардировке изотопа бора $^{10}_5B$ нейтронами из образовавшегося ядра выбрасывается $\alpha$-частица. Написать реакцию.

Решение

Ядерная реакция, описанная в задаче, представляет собой взаимодействие изотопа бора-10 с нейтроном, в результате которого образуется новое ядро и испускается альфа-частица.

Запишем исходные частицы (реагенты) и продукты реакции.
Реагенты:

• Изотоп бора-10, который имеет 5 протонов и 10 нуклонов (5 протонов + 5 нейтронов). Его обозначение: $ ^{10}_{5}\text{B} $.
• Нейтрон, который не имеет заряда и имеет массовое число 1. Его обозначение: $ ^{1}_{0}\text{n} $.

• Альфа-частица, которая является ядром гелия, состоящим из 2 протонов и 2 нейтронов. Ее обозначение: $ ^{4}_{2}\text{He} $.
• Неизвестное ядро, которое мы обозначим как $ ^{A}_{Z}\text{X} $, где $A$ — массовое число, а $Z$ — зарядовое число (порядковый номер).

Общее уравнение реакции выглядит так: $$ ^{10}_{5}\text{B} + ^{1}_{0}\text{n} \rightarrow ^{A}_{Z}\text{X} + ^{4}_{2}\text{He} $$

Для нахождения неизвестного ядра $ ^{A}_{Z}\text{X} $ воспользуемся законами сохранения массового числа и заряда в ядерных реакциях.

1. Закон сохранения массового числа: сумма массовых чисел (верхние индексы) до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции. $$ 10 + 1 = A + 4 $$ $$ 11 = A + 4 $$ Отсюда находим массовое число $A$: $$ A = 11 - 4 = 7 $$

2. Закон сохранения заряда: сумма зарядовых чисел (нижние индексы) до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции. $$ 5 + 0 = Z + 2 $$ $$ 5 = Z + 2 $$ Отсюда находим зарядовое число $Z$: $$ Z = 5 - 2 = 3 $$

Теперь мы знаем, что образовавшееся ядро имеет массовое число $A=7$ и зарядовое число $Z=3$. По периодической таблице химических элементов находим, что элемент с порядковым номером $Z=3$ — это литий (Li).

Следовательно, неизвестный продукт реакции — это изотоп лития $ ^{7}_{3}\text{Li} $.

Окончательное уравнение реакции:

Ответ: $$ ^{10}_{5}\text{B} + ^{1}_{0}\text{n} \rightarrow ^{7}_{3}\text{Li} + ^{4}_{2}\text{He} $$