Номер 4, страница 238 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 47. Радиоактивный распад. Ядерные реакции. Вопросы - номер 4, страница 238.

Условие.

4. Как символически записать первую ядерную реакцию, открытую Резерфордом?

Решение.

4. Решение

Первая в мире искусственная ядерная реакция была осуществлена Эрнестом Резерфордом в 1919 году. В своем эксперименте он бомбардировал ядра атомов азота, находящегося в камере, альфа-частицами, испускаемыми радиоактивным источником. В результате этого взаимодействия Резерфорд обнаружил появление протонов. Произошла трансмутация одного химического элемента (азота) в другой (кислород).

Символически эта ядерная реакция записывается следующим уравнением:

$$^{14}_{7}N + ^{4}_{2}He \rightarrow ^{17}_{8}O + ^{1}_{1}p$$

В данном уравнении используются следующие обозначения:
$$^{14}_{7}N$$ – ядро атома азота-14 (массовое число A=14, зарядовое число Z=7);
$$^{4}_{2}He$$ – альфа-частица, которая является ядром атома гелия-4 (A=4, Z=2);
$$^{17}_{8}O$$ – ядро изотопа кислорода-17 (A=17, Z=8);
$$^{1}_{1}p$$ – протон, который является ядром атома водорода (A=1, Z=1).

При записи реакции соблюдаются законы сохранения массового числа (сумма верхних индексов слева и справа) и зарядового числа (сумма нижних индексов слева и справа):

Сохранение массового числа: $14 + 4 = 18$ и $17 + 1 = 18$.

Сохранение зарядового числа: $7 + 2 = 9$ и $8 + 1 = 9$.

Ответ: Символическая запись первой ядерной реакции, открытой Резерфордом: $$^{14}_{7}N + ^{4}_{2}He \rightarrow ^{17}_{8}O + ^{1}_{1}p$$.

5. Решение

Основное и принципиальное отличие ядерных реакций от радиоактивного распада заключается в причине их возникновения.

Радиоактивный распад – это самопроизвольный (спонтанный) процесс превращения неустойчивого атомного ядра в другое, более стабильное ядро. Этот процесс происходит без какого-либо внешнего воздействия и является внутренним свойством самого ядра. Примерами могут служить альфа-распад урана-238 или бета-распад углерода-14.

Ядерная реакция – это, напротив, вынужденный (индуцированный) процесс. Он представляет собой изменение состава и структуры атомного ядра в результате его взаимодействия с другой частицей (например, нейтроном, протоном, альфа-частицей, гамма-квантом) или другим ядром. Для того чтобы ядерная реакция произошла, необходимо внешнее воздействие — бомбардировка исходного ядра.

Таким образом, если радиоактивный распад происходит спонтанно, то ядерная реакция всегда инициируется извне.

Ответ: Главное отличие состоит в том, что радиоактивный распад является самопроизвольным (спонтанным) процессом, происходящим без внешнего влияния, в то время как ядерная реакция — это вынужденный процесс, который происходит в результате взаимодействия ядра с внешней частицей.