Номер 74.15, страница 252 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 74. Ядерные реакции. Глава 10. Квантовые явления - номер 74.15, страница 252.

74.15 [1687] Допишите недостающие обозначения в схемах ядерных реакций:

1) $_\text{1}^\text{2}\text{H} + \gamma \to \text{X} + _\text{0}^\text{1}\text{n}$

2) $\text{X} + _\text{1}^\text{1}\text{H} \to _\text{2}^\text{3}\text{He} + \gamma$

3) $_\text{29}^\text{63}\text{Cu} + \gamma \to _\text{29}^\text{62}\text{Cu} + \text{X}$

4) $\text{X} + \gamma \to _\text{74}^\text{181}\text{W} + _\text{0}^\text{1}\text{n}$

Для решения задачи необходимо применить законы сохранения массового числа (A) и зарядового числа (Z) для ядерных реакций. Сумма массовых чисел и сумма зарядовых чисел реагентов (частиц до реакции) должны быть равны соответствующим суммам для продуктов реакции (частиц после реакции).

1)

Дано:
Ядерная реакция: ${}_{1}^{2}\textrm{H} + \gamma \rightarrow X + {}_{0}^{1}n$

Найти:
Неизвестную частицу X.

Решение:
Обозначим неизвестную частицу X как ${}_{Z}^{A}\textrm{X}$. Гамма-квант ($\gamma$) не имеет ни массы, ни заряда, поэтому его массовое число $A_\gamma=0$ и зарядовое число $Z_\gamma=0$.
Составим уравнения на основе законов сохранения.
Закон сохранения массового числа (сумма верхних индексов):
$2 + 0 = A + 1$
$A = 2 - 1 = 1$
Закон сохранения зарядового числа (сумма нижних индексов):
$1 + 0 = Z + 0$
$Z = 1$
Следовательно, неизвестная частица имеет массовое число $A=1$ и зарядовое число $Z=1$. Элемент с зарядовым числом $Z=1$ — это водород (H). Таким образом, частица X — это протон (ядро атома водорода) ${}_{1}^{1}\textrm{H}$.
Полное уравнение реакции: ${}_{1}^{2}\textrm{H} + \gamma \rightarrow {}_{1}^{1}\textrm{H} + {}_{0}^{1}n$.

Ответ: X — это протон ${}_{1}^{1}\textrm{H}$.

2)

Дано:
Ядерная реакция: $X + {}_{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow {}_{2}^{3}\textrm{He} + \gamma$

Найти:
Неизвестную частицу X.

Решение:
Обозначим неизвестную частицу X как ${}_{Z}^{A}\textrm{X}$.
Составим уравнения на основе законов сохранения.
Закон сохранения массового числа:
$A + 1 = 3 + 0$
$A = 3 - 1 = 2$
Закон сохранения зарядового числа:
$Z + 1 = 2 + 0$
$Z = 2 - 1 = 1$
Следовательно, неизвестная частица имеет массовое число $A=2$ и зарядовое число $Z=1$. Это ядро дейтерия (тяжелого водорода) ${}_{1}^{2}\textrm{H}$.
Полное уравнение реакции: ${}_{1}^{2}\textrm{H} + {}_{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow {}_{2}^{3}\textrm{He} + \gamma$.

Ответ: X — это ядро дейтерия ${}_{1}^{2}\textrm{H}$.

3)

Дано:
Ядерная реакция: ${}_{29}^{63}\textrm{Cu} + \gamma \rightarrow {}_{29}^{62}\textrm{Cu} + X$

Найти:
Неизвестную частицу X.

Решение:
Обозначим неизвестную частицу X как ${}_{Z}^{A}\textrm{X}$.
Составим уравнения на основе законов сохранения.
Закон сохранения массового числа:
$63 + 0 = 62 + A$
$A = 63 - 62 = 1$
Закон сохранения зарядового числа:
$29 + 0 = 29 + Z$
$Z = 29 - 29 = 0$
Следовательно, неизвестная частица имеет массовое число $A=1$ и зарядовое число $Z=0$. Это нейтрон ${}_{0}^{1}n$.
Полное уравнение реакции: ${}_{29}^{63}\textrm{Cu} + \gamma \rightarrow {}_{29}^{62}\textrm{Cu} + {}_{0}^{1}n$.

Ответ: X — это нейтрон ${}_{0}^{1}n$.

4)

Дано:
Ядерная реакция: $X + \gamma \rightarrow {}_{74}^{181}\textrm{W} + {}_{0}^{1}n$

Найти:
Неизвестную частицу X.

Решение:
Обозначим неизвестную частицу X как ${}_{Z}^{A}\textrm{X}$.
Составим уравнения на основе законов сохранения.
Закон сохранения массового числа:
$A + 0 = 181 + 1$
$A = 182$
Закон сохранения зарядового числа:
$Z + 0 = 74 + 0$
$Z = 74$
Следовательно, неизвестная частица имеет массовое число $A=182$ и зарядовое число $Z=74$. Элемент с зарядовым числом $Z=74$ — это вольфрам (W). Таким образом, частица X — это ядро изотопа вольфрама-182, ${}_{74}^{182}\textrm{W}$.
Полное уравнение реакции: ${}_{74}^{182}\textrm{W} + \gamma \rightarrow {}_{74}^{181}\textrm{W} + {}_{0}^{1}n$.

Ответ: X — это ядро вольфрама-182 ${}_{74}^{182}\textrm{W}$.