Номер 62, страница 339 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Задачи для повторения - номер 62, страница 339.

62. В результате какого радиоактивного распада углерод ¹⁴₆C превращается в азот ¹⁴₇N?

Дано:

Начальное ядро: углерод-14 ($ {}_{6}^{14}\text{C} $)

Конечное ядро: азот-14 ($ {}_{7}^{14}\text{N} $)

Найти:

Тип радиоактивного распада - ?

Решение:

Для определения типа радиоактивного распада запишем уравнение ядерной реакции, где $ {}_{Z}^{A}X $ — неизвестная частица, образующаяся в результате распада:

$ {}_{6}^{14}\text{C} \rightarrow {}_{7}^{14}\text{N} + {}_{Z}^{A}X $

При любом ядерном превращении должны выполняться законы сохранения массового числа (суммарного числа протонов и нейтронов) и зарядового числа (суммарного числа протонов).

1. Закон сохранения массового числа (A):

Сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.

$ 14 = 14 + A $

Отсюда находим массовое число неизвестной частицы:

$ A = 14 - 14 = 0 $

2. Закон сохранения зарядового числа (Z):

Сумма зарядовых чисел до реакции равна сумме зарядовых чисел после реакции.

$ 6 = 7 + Z $

Отсюда находим зарядовое число неизвестной частицы:

$ Z = 6 - 7 = -1 $

Таким образом, искомая частица $ {}_{Z}^{A}X $ имеет массовое число $ A = 0 $ и зарядовое число $ Z = -1 $. Этими характеристиками обладает электрон, который в ядерной физике обозначается как $ {}_{-1}^{0}e $ и называется бета-частицей ($ \beta^{-} $).

Следовательно, данный процесс является бета-распадом (точнее, бета-минус-распадом). При этом в ядре один из нейтронов превращается в протон, что приводит к увеличению зарядового числа на единицу ($ 6 \rightarrow 7 $), а массовое число остается неизменным.

Полное уравнение реакции:

$ {}_{6}^{14}\text{C} \rightarrow {}_{7}^{14}\text{N} + {}_{-1}^{0}e + \bar{\nu}_e $

где $ \bar{\nu}_e $ — электронное антинейтрино.

Ответ: Превращение углерода-14 в азот-14 происходит в результате бета-распада ($ \beta^{-} $-распада).