Номер 7, страница 97, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

7. Ядро висмута ${}_{83}^{212}\text{Bi}$ может превращаться после $\alpha$-распада в ядро изотопа таллия ${}_{81}^{208}\text{Tl}$ или после $\beta$-распада в ядро изотопа полония ${}_{84}^{212}\text{Po}$. Напишите соответствующие реакции.

Ответ: ${}_{83}^{212}\text{Bi} \to {}_{81}^{208}\text{Tl} + {}_{2}^{4}\text{He}$; ${}_{83}^{212}\text{Bi} \to {}_{84}^{212}\text{Po} + {}_{-1}^{0}e + \bar{\nu}$

Дано:

Исходное ядро: висмут-212 ($_{83}^{212}\text{Bi}$)

Возможные процессы распада:

1. α-распад с образованием ядра изотопа таллия ($_{81}\text{Tl}$)

2. β⁻-распад с образованием ядра изотопа полония ($_{84}\text{Po}$)

Найти:

Написать уравнения соответствующих ядерных реакций.

Решение:

Рассмотрим каждый из двух возможных путей распада ядра висмута-212.

1. Превращение после α-распада в ядро изотопа таллия.

Альфа-распад — это процесс, при котором ядро испускает альфа-частицу, представляющую собой ядро атома гелия ($_{2}^{4}\text{He}$). В результате этого процесса массовое число исходного ядра уменьшается на 4, а зарядовое число (порядковый номер) — на 2. Общая схема α-распада выглядит так:

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

Применим это правило к ядру висмута-212 ($_{83}^{212}\text{Bi}$):

Новое массовое число (A'): $A' = 212 - 4 = 208$.

Новое зарядовое число (Z'): $Z' = 83 - 2 = 81$.

Элемент с зарядовым числом 81 в периодической системе Менделеева — это таллий (Tl). Следовательно, в результате α-распада висмута-212 образуется изотоп таллия-208 ($_{81}^{208}\text{Tl}$).

Уравнение реакции α-распада:

$_{83}^{212}\text{Bi} \rightarrow _{81}^{208}\text{Tl} + _{2}^{4}\text{He}$

Ответ: $_{83}^{212}\text{Bi} \rightarrow _{81}^{208}\text{Tl} + _{2}^{4}\text{He}$

2. Превращение после β⁻-распада в ядро изотопа полония.

Бета-минус-распад (β⁻-распад) — это процесс, при котором один из нейтронов в ядре превращается в протон, с испусканием электрона ($_{-1}^{0}\text{e}$) и электронного антинейтрино ($\bar{\nu}_{e}$). В результате этого процесса массовое число ядра не изменяется, а зарядовое число увеличивается на 1. Общая схема β⁻-распада:

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

Применим это правило к ядру висмута-212 ($_{83}^{212}\text{Bi}$):

Новое массовое число (A''): $A'' = 212$.

Новое зарядовое число (Z''): $Z'' = 83 + 1 = 84$.

Элемент с зарядовым числом 84 — это полоний (Po). Следовательно, в результате β⁻-распада висмута-212 образуется изотоп полония-212 ($_{84}^{212}\text{Po}$).

Уравнение реакции β⁻-распада:

$_{83}^{212}\text{Bi} \rightarrow _{84}^{212}\text{Po} + _{-1}^{0}\text{e} + \bar{\nu}_{e}$

Ответ: $_{83}^{212}\text{Bi} \rightarrow _{84}^{212}\text{Po} + _{-1}^{0}\text{e} + \bar{\nu}_{e}$