Номер 4, страница 204 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 55. Естественная радиоактивность. Глава 7. Физика атомного ядра - номер 4, страница 204.

4. Какой радиоактивный распад, называют бета-распадом? Относительная доля каких нуклонов в ядре уменьшается в результате бета-распада?

Какой радиоактивный распад, называют бета-распадом?

Бета-распад — это тип радиоактивного распада, при котором ядро атома испускает бета-частицу (электрон или позитрон) и антинейтрино (или нейтрино), превращаясь в ядро другого химического элемента. Этот процесс обусловлен слабым взаимодействием. Массовое число ядра ($A$) при бета-распаде не изменяется, в то время как зарядовое число ($Z$) изменяется на единицу.

Существует два основных вида бета-распада:

1. Бета-минус-распад ($β^−$-распад): Происходит в ядрах с избытком нейтронов. Один из нейтронов ядра превращается в протон, при этом испускаются электрон ($e^−$) и электронное антинейтрино ($\bar{\nu}_e$). Схема реакции на уровне нуклонов: $n \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e$. В результате зарядовое число ядра увеличивается на единицу ($Z \rightarrow Z+1$), а массовое число ($A$) остается неизменным. Например: $_{6}^{14}C \rightarrow _{7}^{14}N + e^- + \bar{\nu}_e$.

2. Бета-плюс-распад ($β^+$-распад или позитронный распад): Происходит в ядрах с избытком протонов. Один из протонов ядра превращается в нейтрон, при этом испускаются позитрон ($e^+$) и электронное нейтрино ($\nu_e$). Схема реакции на уровне нуклонов: $p \rightarrow n + e^+ + \nu_e$. В результате зарядовое число ядра уменьшается на единицу ($Z \rightarrow Z-1$), а массовое число ($A$) остается неизменным. Например: $_{11}^{22}Na \rightarrow _{10}^{22}Ne + e^+ + \nu_e$.

К процессам бета-распада также относят электронный захват, при котором ядро захватывает один из электронов своей электронной оболочки, в результате чего протон превращается в нейтрон и испускается нейтрино.

Ответ: Бета-распад — это самопроизвольное превращение атомного ядра, сопровождающееся испусканием электрона (β⁻-распад) или позитрона (β⁺-распад), в результате которого заряд ядра изменяется на единицу, а массовое число остается неизменным.

Относительная доля каких нуклонов в ядре уменьшается в результате бета-распада?

Ответ на этот вопрос зависит от типа бета-распада. Нуклоны — это общее название для протонов и нейтронов, составляющих ядро. Общее число нуклонов (массовое число $A$) в ядре при любом виде бета-распада сохраняется. Однако соотношение между числом протонов ($Z$) и нейтронов ($N$) изменяется.

При бета-минус-распаде ($β^−$-распаде) один нейтрон превращается в протон. Следовательно, число нейтронов в ядре уменьшается на единицу ($N \rightarrow N-1$), а число протонов увеличивается на единицу ($Z \rightarrow Z+1$). Таким образом, уменьшается число и, соответственно, относительная доля нейтронов.

При бета-плюс-распаде ($β^+$-распаде) и при электронном захвате один протон превращается в нейтрон. Следовательно, число протонов в ядре уменьшается на единицу ($Z \rightarrow Z-1$), а число нейтронов увеличивается на единицу ($N \rightarrow N+1$). Таким образом, уменьшается число и, соответственно, относительная доля протонов.

Ответ: В результате бета-минус-распада ($β^−$) уменьшается относительная доля нейтронов. В результате бета-плюс-распада ($β^+$) уменьшается относительная доля протонов.