Номер 11.65, страница 218 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Радиоактивность - номер 11.65, страница 218.

Условие.

11.65. Напишите реакции электронного захвата:

а) $ {}^{37}_{18}\text{Ar} $;

б) $ {}^{41}_{20}\text{Ca} $;

в) $ {}^{88}_{40}\text{Zr} $;

г) $ {}^{205}_{82}\text{Pb} $;

д) $ {}^{167}_{69}\text{Tm} $;

е) $ {}^{55}_{26}\text{Fe} $.

Решение.

Решение

Электронный захват (или ε-захват) — это один из видов бета-распада, при котором ядро атома захватывает один из электронов своей электронной оболочки (как правило, с K- или L-оболочки). В результате этого процесса один из протонов ядра превращается в нейтрон, и испускается электронное нейтрино.
Общая схема реакции электронного захвата выглядит следующим образом:
$_{Z}^{A}\text{X} + _{-1}^{0}e \rightarrow _{Z-1}^{A}\text{Y} + \nu_{e}$
где $\text{A}$ — массовое число (остается неизменным), $\text{Z}$ — зарядовое число (уменьшается на 1), $\text{X}$ — исходный химический элемент, $\text{Y}$ — новый химический элемент, $\text{e}$ — электрон, $\nu_{e}$ — электронное нейтрино.

а) Для изотопа аргона-37 ($_{18}^{37}\text{Ar}$) зарядовое число $Z=18$, а массовое число $A=37$. При электронном захвате зарядовое число уменьшается на 1 ($Z' = 18 - 1 = 17$), а массовое число не изменяется ($A' = 37$). Элемент с зарядовым числом 17 — это хлор (Cl).
Ответ: $_{18}^{37}\text{Ar} + _{-1}^{0}e \rightarrow _{17}^{37}\text{Cl} + \nu_{e}$

б) Для изотопа кальция-41 ($_{20}^{41}\text{Ca}$) зарядовое число $Z=20$, а массовое число $A=41$. При электронном захвате зарядовое число уменьшается на 1 ($Z' = 20 - 1 = 19$), а массовое число не изменяется ($A' = 41$). Элемент с зарядовым числом 19 — это калий (K).
Ответ: $_{20}^{41}\text{Ca} + _{-1}^{0}e \rightarrow _{19}^{41}\text{K} + \nu_{e}$

в) Для изотопа циркония-88 ($_{40}^{88}\text{Zr}$) зарядовое число $Z=40$, а массовое число $A=88$. При электронном захвате зарядовое число уменьшается на 1 ($Z' = 40 - 1 = 39$), а массовое число не изменяется ($A' = 88$). Элемент с зарядовым числом 39 — это иттрий (Y).
Ответ: $_{40}^{88}\text{Zr} + _{-1}^{0}e \rightarrow _{39}^{88}\text{Y} + \nu_{e}$

г) Для изотопа свинца-205 ($_{82}^{205}\text{Pb}$) зарядовое число $Z=82$, а массовое число $A=205$. При электронном захвате зарядовое число уменьшается на 1 ($Z' = 82 - 1 = 81$), а массовое число не изменяется ($A' = 205$). Элемент с зарядовым числом 81 — это таллий (Tl).
Ответ: $_{82}^{205}\text{Pb} + _{-1}^{0}e \rightarrow _{81}^{205}\text{Tl} + \nu_{e}$

д) Для изотопа тулия-167 ($_{69}^{167}\text{Tm}$) зарядовое число $Z=69$, а массовое число $A=167$. При электронном захвате зарядовое число уменьшается на 1 ($Z' = 69 - 1 = 68$), а массовое число не изменяется ($A' = 167$). Элемент с зарядовым числом 68 — это эрбий (Er).
Ответ: $_{69}^{167}\text{Tm} + _{-1}^{0}e \rightarrow _{68}^{167}\text{Er} + \nu_{e}$

е) Для изотопа железа-55 ($_{26}^{55}\text{Fe}$) зарядовое число $Z=26$, а массовое число $A=55$. При электронном захвате зарядовое число уменьшается на 1 ($Z' = 26 - 1 = 25$), а массовое число не изменяется ($A' = 55$). Элемент с зарядовым числом 25 — это марганец (Mn).
Ответ: $_{26}^{55}\text{Fe} + _{-1}^{0}e \rightarrow _{25}^{55}\text{Mn} + \nu_{e}$