Номер 74.4, страница 251 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 74. Ядерные реакции. Глава 10. Квантовые явления - номер 74.4, страница 251.

74.4 [н] Ядерную реакцию получения нуклида углерода $ ^{11}\text{C} $, широко применяемого в медицине для диагностики заболеваний, можно сокращенно записать в виде: $ ^{11}\text{B}(\text{p,n})^{11}\text{C} $. Напишите эту реакцию в известной вам развёрнутой форме.

Решение

Сокращённая запись ядерной реакции вида $A(a,b)B$ означает, что ядро-мишень $A$ бомбардируется частицей $a$, в результате чего образуется ядро $B$ и испускается частица $b$.

В данной задаче нам дана реакция $^{11}\text{B}(\text{p,n})^{11}\text{C}$. Расшифруем её компоненты:

• Ядро-мишень: $^{11}\text{B}$ — изотоп бора с массовым числом 11. Порядковый номер бора в таблице Менделеева $Z=5$, поэтому его полное обозначение — $^{11}_5\text{B}$.
• Бомбардирующая частица: $\text{p}$ — протон. Протон имеет массовое число $A=1$ и заряд $Z=1$, его обозначение — $^1_1\text{p}$.
• Испускаемая частица: $\text{n}$ — нейтрон. Нейтрон имеет массовое число $A=1$ и заряд $Z=0$, его обозначение — $^1_0\text{n}$.
• Конечное ядро: $^{11}\text{C}$ — изотоп углерода с массовым числом 11. Порядковый номер углерода $Z=6$, поэтому его полное обозначение — $^{11}_6\text{C}$.

Теперь запишем уравнение реакции в развёрнутом виде, где слева от стрелки указываются исходные ядра и частицы, а справа — конечные.

$^{11}_5\text{B} + ^1_1\text{p} \rightarrow ^{11}_6\text{C} + ^1_0\text{n}$

Для проверки правильности записи уравнения воспользуемся законами сохранения массового числа и заряда.

1. Закон сохранения массового числа (числа нуклонов). Сумма массовых чисел (верхние индексы) до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции.
Слева: $11 + 1 = 12$.
Справа: $11 + 1 = 12$.
Закон сохранения выполняется ($12=12$).

2. Закон сохранения заряда. Сумма зарядовых чисел (нижние индексы) до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции.
Слева: $5 + 1 = 6$.
Справа: $6 + 0 = 6$.
Закон сохранения выполняется ($6=6$).

Таким образом, уравнение ядерной реакции записано верно.

Ответ: Развёрнутая форма ядерной реакции: $^{11}_5\text{B} + ^1_1\text{p} \rightarrow ^{11}_6\text{C} + ^1_0\text{n}$.