Номер 11.131, страница 224 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций - номер 11.131, страница 224.

Условие.

11.131. Напишите ядерную реакцию, происходящую при бомбардировке бора $_{5}^{11}B$ $\alpha$-частицами и сопровождающуюся выбиванием нейтронов.

Решение.

Дано:

Ядро-мишень: бор-11 ($_{5}^{11}\textrm{B}$)

Бомбардирующая частица: $\alpha$-частица ($_{2}^{4}\textrm{He}$)

Выбиваемая частица: нейтрон ($_{0}^{1}\textrm{n}$)

Найти:

Уравнение ядерной реакции.

Решение:

Запишем схему ядерной реакции в общем виде. Ядро бора-11 ($_{5}^{11}\textrm{B}$) взаимодействует с $\alpha$-частицей ($_{2}^{4}\textrm{He}$). В результате реакции образуется новое, неизвестное ядро ($_{Z}^{A}\textrm{X}$) и испускается нейтрон ($_{0}^{1}\textrm{n}$).

$_{5}^{11}\textrm{B} + _{2}^{4}\textrm{He} \rightarrow _{Z}^{A}\textrm{X} + _{0}^{1}\textrm{n}$

Для определения неизвестного ядра $_{Z}^{A}\textrm{X}$ необходимо применить законы сохранения массового числа и заряда, которые выполняются во всех ядерных реакциях.

1. Закон сохранения массового числа (A). Сумма массовых чисел (верхних индексов) частиц до реакции должна быть равна сумме массовых чисел частиц после реакции.

$11 + 4 = A + 1$

$15 = A + 1$

$A = 15 - 1 = 14$

Таким образом, массовое число неизвестного ядра равно 14.

2. Закон сохранения заряда (Z). Сумма зарядовых чисел (нижних индексов) частиц до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел частиц после реакции.

$5 + 2 = Z + 0$

$Z = 7$

Зарядовое число (порядковый номер) неизвестного ядра равно 7.

По периодической таблице химических элементов находим элемент с порядковым номером $Z=7$. Этим элементом является азот (N).

Следовательно, в результате реакции образуется изотоп азота с массовым числом 14 и зарядовым числом 7, то есть $_{7}^{14}\textrm{N}$.

Подставим полученные данные в исходную схему и получим окончательное уравнение ядерной реакции:

$_{5}^{11}\textrm{B} + _{2}^{4}\textrm{He} \rightarrow _{7}^{14}\textrm{N} + _{0}^{1}\textrm{n}$

Ответ: $_{5}^{11}\textrm{B} + _{2}^{4}\textrm{He} \rightarrow _{7}^{14}\textrm{N} + _{0}^{1}\textrm{n}$