Номер 73.18, страница 250 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 73. Радиоактивный распад. Глава 10. Квантовые явления - номер 73.18, страница 250.

73.18 [1671] Ядро какого элемента образовалось из ядра изотопа кобальта $_{27}^{60}\text{Co}$ после испускания $\beta$-частицы?

Дано:

Исходное ядро: изотоп кобальта-60 ($_{27}^{60}\text{Co}$)

Произошел процесс: испускание β-частицы (β⁻-распад)

Найти:

Ядро какого элемента образовалось?

Решение:

β-распад (бета-распад) представляет собой процесс, в ходе которого ядро атома испускает β-частицу. В данном случае речь идет об электронном β-распаде, при котором испускается электрон ($e^-$). β-частица (электрон) имеет массовое число 0 и зарядовое число -1. Ее обозначение: $_{-1}^{0}e$.

Процесс β-распада можно описать уравнением ядерной реакции. Пусть $_Z^A X$ — ядро искомого элемента. Тогда реакция распада кобальта-60 будет выглядеть следующим образом:

$$_{27}^{60}\text{Co} \rightarrow _{Z}^{A}X + _{-1}^{0}e$$

В любой ядерной реакции должны выполняться законы сохранения массового числа (суммы протонов и нейтронов) и заряда (числа протонов).

1. Применим закон сохранения массового числа (верхний индекс):

$$60 = A + 0$$

Из этого уравнения следует, что массовое число образовавшегося ядра $A = 60$.

2. Применим закон сохранения заряда (нижний индекс):

$$27 = Z + (-1)$$

$$27 = Z - 1$$

Отсюда находим зарядовое число нового ядра: $Z = 27 + 1 = 28$.

Зарядовое число (порядковый номер) определяет химический элемент. Обратившись к периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, мы находим, что элемент с порядковым номером 28 — это никель (Ni).

Таким образом, в результате β-распада изотопа кобальта-60 образуется изотоп никеля-60 ($_{28}^{60}\text{Ni}$).

Ответ:Образовалось ядро элемента никеля (Ni).