Номер 2, страница 246 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 49. Ядерный реактор. Задания и упражнения - номер 2, страница 246.

Условие.

2. Кюрий (Cm) был искусственно получен в результате облучения плутония (Pu) ядрами гелия. В результате был получен новый химический элемент и нейтрон. Запишите ядерную реакцию.${}_{94}^{239}\text{Pu} + {}_{2}^{4}\text{He} \rightarrow {}_{96}^{242}\text{Cm} + {}_{0}^{1}\text{n}$

Решение.

Чтобы записать уравнение ядерной реакции, необходимо определить зарядовые и массовые числа всех частиц, участвующих в реакции, и воспользоваться законами сохранения зарядового и массового чисел.

Дано:

Реагенты: плутоний ($\text{Pu}$) и ядро гелия ($\text{He}$).

Продукты: кюрий ($\text{Cm}$) и нейтрон ($\text{n}$).

Найти:

Записать уравнение ядерной реакции.

Решение:

1. Запишем обозначения участников реакции с указанием их зарядовых ($\text{Z}$) и массовых ($\text{A}$) чисел.

- Плутоний ($\text{Pu}$) — химический элемент с порядковым номером $Z = 94$. Для синтеза кюрия обычно используется изотоп плутоний-239, у которого массовое число $A = 239$. Его обозначение: $_{94}^{239}\text{Pu}$.

- Ядро гелия — это альфа-частица, у которой зарядовое число $Z = 2$, а массовое число $A = 4$. Обозначение: $_{2}^{4}\text{He}$.

- Кюрий ($\text{Cm}$) — химический элемент с порядковым номером $Z = 96$. Его массовое число $\text{A}$ нам предстоит определить. Обозначение: $_{96}^{A}\text{Cm}$.

- Нейтрон ($\text{n}$) — частица без заряда ($Z = 0$) с массовым числом $A = 1$. Обозначение: $_{0}^{1}\text{n}$.

2. Составим схему ядерной реакции:

$_{94}^{239}\text{Pu} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{96}^{A}\text{Cm} + _{0}^{1}\text{n}$

3. Согласно закону сохранения заряда, сумма зарядовых чисел (нижних индексов) до реакции должна равняться сумме зарядовых чисел после реакции:

$94 + 2 = 96 + 0$

$96 = 96$

Закон сохранения заряда выполняется.

4. Согласно закону сохранения массового числа, сумма массовых чисел (верхних индексов) до реакции должна равняться сумме массовых чисел после реакции:

$239 + 4 = A + 1$

$243 = A + 1$

Отсюда находим массовое число образовавшегося изотопа кюрия:

$A = 243 - 1 = 242$

Таким образом, в реакции образуется кюрий-242 ($_{96}^{242}\text{Cm}$).

5. Запишем полное уравнение ядерной реакции:

$_{94}^{239}\text{Pu} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{96}^{242}\text{Cm} + _{0}^{1}\text{n}$

Ответ:

$_{94}^{239}\text{Pu} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{96}^{242}\text{Cm} + _{0}^{1}\text{n}$