Номер 808, страница 121 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Модели атомов. Поглощение и испускание света атомами. Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивного распада. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер - номер 808, страница 121.

808. При захвате нейтрона ядром $ _{13}^{27} \text{Al} $ образуется радиоактивный изотоп $ _{11}^{24} \text{Na} $. Какая частица испускается при этом ядерном превращении?

Дано:

Исходное ядро: алюминий-27 ($_{13}^{27}\text{Al}$)

Захватываемая частица: нейтрон ($_{0}^{1}\text{n}$)

Образовавшееся ядро: натрий-24 ($_{11}^{24}\text{Na}$)

Найти:

Какая частица испускается в результате ядерного превращения?

Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции. Ядро алюминия-27 ($_{13}^{27}\text{Al}$) захватывает нейтрон ($_{0}^{1}\text{n}$) и в результате образуется радиоактивный изотоп натрия-24 ($_{11}^{24}\text{Na}$) и некоторая неизвестная частица, которую мы обозначим как $_{Z}^{A}\text{X}$.

Уравнение реакции в общем виде:

$$_{13}^{27}\text{Al} + _{0}^{1}\text{n} \rightarrow _{11}^{24}\text{Na} + _{Z}^{A}\text{X}$$

Для определения неизвестной частицы воспользуемся законами сохранения массового числа и зарядового числа.

1. Закон сохранения массового числа (сумма верхних индексов слева равна сумме верхних индексов справа):

$$27 + 1 = 24 + A$$

$$28 = 24 + A$$

Отсюда находим массовое число $A$ неизвестной частицы:

$$A = 28 - 24 = 4$$

2. Закон сохранения зарядового числа (сумма нижних индексов слева равна сумме нижних индексов справа):

$$13 + 0 = 11 + Z$$

$$13 = 11 + Z$$

Отсюда находим зарядовое число $Z$ неизвестной частицы:

$$Z = 13 - 11 = 2$$

Таким образом, испущенная частица имеет массовое число $A=4$ и зарядовое число $Z=2$. Частица с такими характеристиками является ядром атома гелия, то есть альфа-частицей ($\alpha$-частицей).

Итоговое уравнение реакции выглядит так:

$$_{13}^{27}\text{Al} + _{0}^{1}\text{n} \rightarrow _{11}^{24}\text{Na} + _{2}^{4}\text{He}$$

Ответ: При данном ядерном превращении испускается альфа-частица ($_{2}^{4}\text{He}$).