Номер 74.13, страница 252 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 74. Ядерные реакции. Глава 10. Квантовые явления - номер 74.13, страница 252.

74.13* [1685*] Ядро урана $ ^{235}_{92}\text{U} $, захватив один нейтрон, разделилось на два осколка, при этом высвободилось два нейтрона. Один осколок оказался ядром ксенона $ ^{140}_{54}\text{Xe} $. Ядром какого элемента является другой осколок?

Дано:

Реакция деления ядра урана-235 ($^{235}_{92}\text{U}$) при захвате одного нейтрона ($^{1}_{0}\text{n}$).

Один из осколков деления - ядро ксенона-140 ($^{140}_{54}\text{Xe}$).

В результате реакции высвобождается два нейтрона ($2 \cdot {^{1}_{0}\text{n}}$).

Найти:

Определить второй осколок деления ($^{A}_{Z}\text{X}$).

Решение:

Для решения задачи воспользуемся законами сохранения массового и зарядового чисел в ядерных реакциях. Запишем уравнение реакции деления ядра урана. Ядро урана-235 ($^{235}_{92}\text{U}$) захватывает нейтрон ($^{1}_{0}\text{n}$) и делится на два осколка: ксенон-140 ($^{140}_{54}\text{Xe}$) и неизвестный элемент ($^{A}_{Z}\text{X}$), при этом высвобождаются два нейтрона ($2 \cdot {^{1}_{0}\text{n}}$).

Уравнение реакции имеет вид:

$^{235}_{92}\text{U} + {^{1}_{0}\text{n}} \rightarrow {^{140}_{54}\text{Xe}} + {^{A}_{Z}\text{X}} + 2 \cdot {^{1}_{0}\text{n}}$

Согласно закону сохранения массового числа, сумма массовых чисел (верхние индексы) частиц до реакции должна быть равна сумме массовых чисел частиц после реакции:

$235 + 1 = 140 + A + 2 \cdot 1$

$236 = 142 + A$

Отсюда находим массовое число A второго осколка:

$A = 236 - 142 = 94$

Согласно закону сохранения зарядового числа, сумма зарядовых чисел (нижние индексы) частиц до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел частиц после реакции:

$92 + 0 = 54 + Z + 2 \cdot 0$

$92 = 54 + Z$

Отсюда находим зарядовое число Z второго осколка:

$Z = 92 - 54 = 38$

Теперь, зная зарядовое число (порядковый номер) элемента $Z=38$, мы можем определить сам элемент с помощью периодической таблицы Д. И. Менделеева. Элемент с порядковым номером 38 — это стронций (Sr).

Таким образом, второй осколок — это ядро изотопа стронция с массовым числом 94.

Ответ: вторым осколком является ядро стронция ($^{94}_{38}\text{Sr}$).