Номер 35, страница 23, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Квантовая физика. Глава VI. Атомное ядро и ядерная энергетика. Параграф 25. Атомное ядро - номер 35, страница 23.

Условие.

35. В результате $\beta$-распада образовался висмут-210. Из ядра какого химического элемента он образовался? Запишите соответствующую реакцию распада.

Решение.

Дано:

Продукт β-распада: висмут-210 ($^{210}\text{Bi}$).

Найти:

1. Исходный химический элемент.

2. Уравнение реакции β-распада.

Решение:

β-распад (бета-распад) – это тип радиоактивного распада, при котором ядро атома испускает бета-частицу (электрон). При этом один из нейтронов ядра превращается в протон.

Общая схема β⁻-распада выглядит так:

$^A_Z \text{X} \rightarrow ^A_{Z+1} \text{Y} + ^0_{-1}e + \bar{\nu}_e$

где $^A_Z \text{X}$ – исходное (материнское) ядро, $^A_{Z+1} \text{Y}$ – дочернее ядро, $\text{A}$ – массовое число (общее число протонов и нейтронов), $\text{Z}$ – зарядовое число (число протонов, порядковый номер элемента), $^0_{-1}e$ – электрон (бета-частица), а $\bar{\nu}_e$ – электронное антинейтрино.

Из этой схемы следует, что при β-распаде массовое число ядра $\text{A}$ сохраняется, а его зарядовое число $\text{Z}$ увеличивается на единицу, что приводит к образованию ядра нового химического элемента.

В условии задачи сказано, что в результате распада образовался висмут-210. Обратимся к периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, чтобы найти порядковый номер висмута (Bi). Порядковый номер висмута равен 83. Следовательно, дочернее ядро – это $^{210}_{83}\text{Bi}$.

Обозначим исходный (материнский) элемент как $^A_Z \text{X}$. Тогда реакцию распада можно записать в виде:

$^A_Z \text{X} \rightarrow ^{210}_{83}\text{Bi} + ^0_{-1}e$

Для нахождения $\text{A}$ и $\text{Z}$ воспользуемся законами сохранения массового и зарядового чисел:

1. Закон сохранения массового числа: сумма массовых чисел до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции. $A = 210 + 0 \implies A = 210$.

2. Закон сохранения заряда: сумма зарядовых чисел до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции. $Z = 83 + (-1) \implies Z = 82$.

Таким образом, исходное ядро имело массовое число $A = 210$ и зарядовое число $Z = 82$.

Снова обратившись к периодической таблице, находим элемент с порядковым номером 82. Это свинец (Pb).

Значит, висмут-210 образовался из ядра свинца-210 ($^{210}_{82}\text{Pb}$).

Запишем уравнение реакции:

$^{210}_{82}\text{Pb} \rightarrow ^{210}_{83}\text{Bi} + ^0_{-1}e$

Ответ: Висмут-210 образовался из ядра химического элемента свинца (Pb). Соответствующая реакция распада: $^{210}_{82}\text{Pb} \rightarrow ^{210}_{83}\text{Bi} + ^0_{-1}e$.