Номер 843, страница 124 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Состав атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи. Деление ядер урана. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер - номер 843, страница 124.

843. Ядро какого химического элемента образуется при $\beta$-распаде углерода $^{\text{14}}_{\text{6}}\text{C}$? Запишите ядерную реакцию.

Решение

Бета-распад (β⁻-распад) — это вид радиоактивного распада, при котором один из нейтронов в ядре самопроизвольно превращается в протон. Этот процесс сопровождается испусканием электрона ($e^−$), который называется бета-частицей, и электронного антинейтрино ($\bar{\nu}_e$).

Общее правило для β⁻-распада можно записать в виде следующей схемы:$$ {}_{Z}^{A}\text{X} \rightarrow {}_{Z+1}^{A}\text{Y} + {}_{-1}^{0}e + \bar{\nu}_e $$Здесь $A$ — это массовое число (общее количество нуклонов в ядре), а $Z$ — зарядовое число (количество протонов). Из схемы видно, что в результате β⁻-распада массовое число ядра $A$ сохраняется, а его заряд $Z$ увеличивается на единицу. Это означает, что образуется ядро нового химического элемента, расположенного в периодической таблице на одну клетку правее исходного.

Рассмотрим β-распад изотопа углерода $ {}_{6}^{14}\text{C} $. Для этого ядра исходное массовое число $A = 14$, а зарядовое число $Z = 6$.

После распада образуется ядро нового элемента Y, у которого массовое число не изменится, $A' = A = 14$, а зарядовое число увеличится на единицу, $Z' = Z + 1 = 6 + 1 = 7$.

Химический элемент с зарядовым числом $Z=7$ — это азот (N). Следовательно, в результате β-распада углерода-14 образуется изотоп азота-14 ($ {}_{7}^{14}\text{N} $).

Теперь запишем уравнение ядерной реакции. Исходное ядро — $ {}_{6}^{14}\text{C} $, конечные продукты — ядро $ {}_{7}^{14}\text{N} $, электрон $ {}_{-1}^{0}e $ (бета-частица) и электронное антинейтрино $ \bar{\nu}_e $. Полное уравнение реакции выглядит так:$$ {}_{6}^{14}\text{C} \rightarrow {}_{7}^{14}\text{N} + {}_{-1}^{0}e + \bar{\nu}_e $$В упрощенном виде, часто используемом в школьном курсе физики, антинейтрино можно не указывать.

Ответ: При β-распаде углерода $ {}_{6}^{14}\text{C} $ образуется ядро химического элемента азота ($ {}_{7}^{14}\text{N} $). Ядерная реакция: $ {}_{6}^{14}\text{C} \rightarrow {}_{7}^{14}\text{N} + {}_{-1}^{0}e $.