Номер 1, страница 210 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

1. Какой химический элемент образуется из ${}_{92}^{239}U$ после двух $\beta$-распадов и одного $\alpha$-распада?

Дано:

Исходный элемент: Уран-239 ($_{92}^{239}U$)

Происходящие распады: два β-распада и один α-распад.

Найти:

Конечный химический элемент.

Решение:

Для решения задачи необходимо рассмотреть, как изменяются массовое число (A, верхний индекс) и зарядовое число (Z, нижний индекс) ядра при каждом типе распада.

1. При β-распаде (бета-распаде) один из нейтронов в ядре превращается в протон, при этом испускается электрон ($_{-1}^{0}e$). В результате массовое число A не изменяется, а зарядовое число Z увеличивается на 1.

Уравнение β-распада: $_{Z}^{A}X \rightarrow _{Z+1}^{A}Y + _{-1}^{0}e$.

2. При α-распаде (альфа-распаде) ядро испускает α-частицу, которая является ядром гелия ($_{2}^{4}He$). В результате массовое число A уменьшается на 4, а зарядовое число Z уменьшается на 2.

Уравнение α-распада: $_{Z}^{A}X \rightarrow _{Z-2}^{A-4}Y + _{2}^{4}He$.

Проследим цепочку превращений для исходного ядра $_{92}^{239}U$.

Шаг 1: Первый β-распад.

Ядро $_{92}^{239}U$ испытывает β-распад. Его зарядовое число Z увеличивается с 92 до 93, а массовое число A остается 239.

$_{92}^{239}U \rightarrow _{93}^{239}Np + _{-1}^{0}e$

Образуется ядро элемента с Z=93, это нептуний (Np).

Шаг 2: Второй β-распад.

Полученное ядро $_{93}^{239}Np$ также испытывает β-распад. Зарядовое число Z увеличивается с 93 до 94, массовое число A остается 239.

$_{93}^{239}Np \rightarrow _{94}^{239}Pu + _{-1}^{0}e$

Образуется ядро элемента с Z=94, это плутоний (Pu).

Шаг 3: α-распад.

Ядро $_{94}^{239}Pu$ испытывает α-распад. Его массовое число A уменьшается на 4 ($239 - 4 = 235$), а зарядовое число Z уменьшается на 2 ($94 - 2 = 92$).

$_{94}^{239}Pu \rightarrow _{92}^{235}U + _{2}^{4}He$

Образуется ядро элемента с зарядовым числом Z=92, что соответствует урану (U).

Таким образом, после двух β-распадов и одного α-распада изотоп урана-239 превращается в изотоп урана-235.

Можно также рассчитать итоговое изменение:

Суммарное изменение зарядового числа Z: $ \Delta Z = (+1) + (+1) + (-2) = 0$.

Суммарное изменение массового числа A: $ \Delta A = (0) + (0) + (-4) = -4$.

Конечное ядро будет иметь зарядовое число $Z_{конечн} = 92 + 0 = 92$ и массовое число $A_{конечн} = 239 - 4 = 235$.

Элемент с Z=92 — это уран (U). Следовательно, конечный элемент — $_{92}^{235}U$.

Ответ: В результате двух β-распадов и одного α-распада из $_{92}^{239}U$ образуется Уран-235 ($_{92}^{235}U$).