Номер 849, 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 849, страница 124.

849. Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, представленный на рисунке 182, определите, какое ядро образуется в результате $ \beta $-распада ядра нептуния-240.

90 $ \text{Th} $
232,05
ТОРИЙ

91 $ \text{Pa} $
[231]
ПРОТАКТИНИЙ

92 $ \text{U} $
238,07
УРАН

93 $ \text{Np} $
[237]
НЕПТУНИЙ

94 $ \text{Pu} $
[242]
ПЛУТОНИЙ

95 $ \text{Am} $
[243]
АМЕРИЦИЙ

96 $ \text{Cm} $
[247]
КЮРИЙ

Рис. 182

Дано:

Исходное ядро: нептуний-240 ($^{240}\text{Np}$)

Тип распада: β-распад (бета-распад)

Найти:

Определить, какое ядро образуется в результате распада.

Решение:

β-распад (или бета-минус распад) — это вид радиоактивного распада, при котором один из нейтронов в ядре атома превращается в протон, при этом испускается электрон ($^{0}_{-1}e$) и электронное антинейтрино. Общее уравнение β-распада можно записать в следующем виде:

$^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A'}_{Z'}Y + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e$

где $X$ — исходное ядро, а $Y$ — дочернее (новое) ядро.

В процессе β-распада выполняются законы сохранения массового числа и заряда:

1. Массовое число (общее число протонов и нейтронов) не изменяется: $A' = A$.

2. Зарядовое число (число протонов) увеличивается на единицу: $Z' = Z + 1$.

В нашей задаче исходным ядром является нептуний-240. Его массовое число $A = 240$.

Чтобы найти зарядовое число $Z$ нептуния (Np), обратимся к представленному фрагменту Периодической системы. Порядковый номер нептуния равен 93, следовательно, $Z = 93$.

Таким образом, исходное ядро — это $^{240}_{93}\text{Np}$.

Теперь определим характеристики нового ядра $^{A'}_{Z'}Y$:

Массовое число нового ядра: $A' = A = 240$.

Зарядовое число нового ядра: $Z' = Z + 1 = 93 + 1 = 94$.

Найдем в Периодической системе элемент с порядковым номером 94. Это плутоний (Pu).

Следовательно, в результате β-распада ядра нептуния-240 образуется ядро плутония-240 ($^{240}_{94}\text{Pu}$).

Уравнение реакции выглядит так:

$^{240}_{93}\text{Np} \rightarrow ^{240}_{94}\text{Pu} + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e$

Ответ: В результате β-распада ядра нептуния-240 образуется ядро плутония-240 ($^{240}_{94}\text{Pu}$).