Номер 74.12, страница 252 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 74. Ядерные реакции. Глава 10. Квантовые явления - номер 74.12, страница 252.

74.12 [1684] Определите неизвестный продукт X каждой из ядерных реакций:

1) $ {}_{7}^{14}\text{N} + {}_{2}^{4}\text{He} \rightarrow \text{X} + {}_{1}^{1}\text{H} $

2) $ {}_{13}^{27}\text{Al} + {}_{0}^{1}\text{n} \rightarrow \text{X} + {}_{2}^{4}\text{He} $

3) $ {}_{4}^{9}\text{Be} + {}_{1}^{1}\text{H} \rightarrow \text{X} + {}_{2}^{4}\text{He} $

4) $ {}_{5}^{11}\text{B} + {}_{2}^{4}\text{He} \rightarrow \text{X} + {}_{0}^{1}\text{n} $

Дано:

Заданы четыре ядерные реакции:

1) ${}^{14}_{7}N + {}^{4}_{2}He \rightarrow X + {}^{1}_{1}H$

2) ${}^{27}_{13}Al + {}^{1}_{0}n \rightarrow X + {}^{4}_{2}He$

3) ${}^{9}_{4}Be + {}^{1}_{1}H \rightarrow X + {}^{4}_{2}He$

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

Найти:

Неизвестный продукт X в каждой из реакций.

Решение:

Для определения неизвестного продукта X в каждой реакции необходимо применить законы сохранения массового числа (A) и зарядового числа (Z). В любой ядерной реакции сумма массовых чисел и сумма зарядовых чисел до реакции должны быть равны соответствующим суммам после реакции. Обозначим неизвестный продукт в общем виде как ${}^{A}_{Z}X$.

1) Рассматриваем реакцию: ${}^{14}_{7}N + {}^{4}_{2}He \rightarrow {}^{A}_{Z}X + {}^{1}_{1}H$.

Применим закон сохранения массового числа (сумма верхних индексов):

$14 + 4 = A + 1$

$18 = A + 1$

$A = 17$

Применим закон сохранения зарядового числа (сумма нижних индексов):

$7 + 2 = Z + 1$

$9 = Z + 1$

$Z = 8$

Элемент с зарядовым числом $Z=8$ в периодической таблице Менделеева — это кислород (O). Таким образом, неизвестный продукт — это изотоп кислорода ${}^{17}_{8}O$.

Ответ: ${}^{17}_{8}O$.

2) Рассматриваем реакцию: ${}^{27}_{13}Al + {}^{1}_{0}n \rightarrow {}^{A}_{Z}X + {}^{4}_{2}He$.

Закон сохранения массового числа:

$27 + 1 = A + 4$

$28 = A + 4$

$A = 24$

Закон сохранения зарядового числа:

$13 + 0 = Z + 2$

$13 = Z + 2$

$Z = 11$

Элемент с зарядовым числом $Z=11$ — это натрий (Na). Следовательно, неизвестный продукт — это изотоп натрия ${}^{24}_{11}Na$.

Ответ: ${}^{24}_{11}Na$.

3) Рассматриваем реакцию: ${}^{9}_{4}Be + {}^{1}_{1}H \rightarrow {}^{A}_{Z}X + {}^{4}_{2}He$.

Закон сохранения массового числа:

$9 + 1 = A + 4$

$10 = A + 4$

$A = 6$

Закон сохранения зарядового числа:

$4 + 1 = Z + 2$

$5 = Z + 2$

$Z = 3$

Элемент с зарядовым числом $Z=3$ — это литий (Li). Следовательно, неизвестный продукт — это изотоп лития ${}^{6}_{3}Li$.

Ответ: ${}^{6}_{3}Li$.

4) Рассматриваем реакцию: ${}^{11}_{5}B + {}^{4}_{2}He \rightarrow {}^{A}_{Z}X + {}^{1}_{0}n$.

Закон сохранения массового числа:

$11 + 4 = A + 1$

$15 = A + 1$

$A = 14$

Закон сохранения зарядового числа:

$5 + 2 = Z + 0$

$Z = 7$

Элемент с зарядовым числом $Z=7$ — это азот (N). Следовательно, неизвестный продукт — это изотоп азота ${}^{14}_{7}N$.

Ответ: ${}^{14}_{7}N$.