Номер 5, страница 199 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

5. Почему осколки подвергаются $\beta$-распадам? После скольких $\beta$-распадов осуществится преобразование: $_{56}^{136}Ba \rightarrow _{11}^{24}Na$?

5. Осколки деления подвергаются β⁻-распадам, потому что даже после испускания мгновенных нейтронов они все еще остаются перегруженными нейтронами по сравнению со стабильными изотопами того же элемента или близких к нему элементов. β⁻-распад — это процесс, при котором один из нейтронов в ядре превращается в протон с испусканием электрона (β⁻-частицы) и антинейтрино: $n \rightarrow p + e^{-} + \bar{\nu}_{e}$. В результате этого процесса число нейтронов в ядре уменьшается на единицу, а число протонов увеличивается на единицу. Таким образом, отношение $N/Z$ уменьшается, и ядро-осколок постепенно, шаг за шагом, приближается к стабильному состоянию (к так называемой «долине стабильности»).

Что касается второй части вопроса о преобразовании $_{56}^{141}Ba \rightarrow {}_{11}^{24}Na$, то следует проанализировать его возможность.

Дано:

Начальное ядро: $_{56}^{141}Ba$
Конечное ядро: $_{11}^{24}Na$
Тип распада: β⁻-распад

Найти:

Количество β⁻-распадов для осуществления преобразования.

Решение:

Реакция β⁻-распада в общем виде записывается как:
$^A_Z X \rightarrow ^A_{Z+1} Y + _{-1}^0e + \bar{\nu}_e$

Из уравнения видно, что при каждом β⁻-распаде массовое число $\text{A}$ (верхний индекс) ядра не изменяется, а зарядовое число $\text{Z}$ (нижний индекс) увеличивается на единицу.

В предложенном преобразовании $_{56}^{141}Ba \rightarrow {}_{11}^{24}Na$ должны произойти следующие изменения:
1. Массовое число должно уменьшиться со 141 до 24. β⁻-распад не изменяет массовое число.
2. Зарядовое число должно уменьшиться с 56 до 11. β⁻-распад, наоборот, увеличивает зарядовое число.
Оба условия противоречат законам β⁻-распада. Следовательно, такое преобразование не может быть осуществлено с помощью β⁻-распадов. Данное преобразование невозможно и при учете других типов распадов (α-распада, β⁺-распада), так как, например, для изменения массы со 141 до 24 потребовалось бы нецелое число α-распадов. Вероятнее всего, в условии задачи допущена опечатка.

Ответ: Осколки подвергаются β⁻-распадам, так как они перегружены нейтронами и этот тип распада позволяет им достичь стабильности, превращая нейтрон в протон. Преобразование $_{56}^{141}Ba \rightarrow {}_{11}^{24}Na$ с помощью β⁻-распадов осуществить невозможно, так как β⁻-распад увеличивает зарядовое число и не меняет массовое, в то время как в задаче требуется их уменьшение.