Теоретическое исследование, страница 237 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 47. Радиоактивный распад. Ядерные реакции. Вопросы - страница 237.

Условие.

Теоретическое исследование

Дж. Чедвик экспериментально открыл нейтрон (его символ $\text{}^1_0n$) при взаимодействии ядра атома бериллия $\text{}^9_4\text{Be}$ с $\alpha$-частицей ($\text{}^4_2\text{He}$).

В ядро какого химического элемента превратилось ядро бериллия в результате ядерной реакции с выделением нейтрона?

Решение.

Дано:

Ядерная реакция: $_{4}^{9}\text{Be} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{0}^{1}\text{n}$

Найти:

Химический элемент X.

Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции, описанной в условии. Ядро бериллия-9 ($_{4}^{9}\text{Be}$) взаимодействует с $\alpha$-частицей (ядром гелия $_{2}^{4}\text{He}$), в результате чего образуется новое ядро ($_{Z}^{A}\text{X}$) и выделяется нейтрон ($_{0}^{1}\text{n}$):

$_{4}^{9}\text{Be} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{0}^{1}\text{n}$

При ядерных реакциях должны выполняться законы сохранения массового числа и зарядового числа.

1. Закон сохранения массового числа (A): сумма массовых чисел (верхних индексов) частиц до реакции равна сумме массовых чисел частиц после реакции.

$9 + 4 = A + 1$

$13 = A + 1$

$A = 13 - 1 = 12$

2. Закон сохранения зарядового числа (Z): сумма зарядовых чисел (нижних индексов) частиц до реакции равна сумме зарядовых чисел частиц после реакции.

$4 + 2 = Z + 0$

$Z = 6$

Таким образом, в результате реакции образовалось ядро с массовым числом $A=12$ и зарядовым числом $Z=6$. Порядковый номер (зарядовое число) $Z=6$ в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева имеет углерод (C). Следовательно, ядро бериллия превратилось в ядро изотопа углерода-12 ($_{6}^{12}\text{C}$).

Полное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$_{4}^{9}\text{Be} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{6}^{12}\text{C} + _{0}^{1}\text{n}$

Ответ: В результате ядерной реакции ядро бериллия превратилось в ядро химического элемента углерода (C).