Задание 5, страница 210 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 5

1. Используя таблицу Менделеева, назовите химические элементы, которые образуются после каждого из пяти $\alpha$-распадов урана.

2. Назовите химические элементы, которые образуются в результате двух $\beta$-распадов урана.

Дано:

Исходный химический элемент - уран (U). Из таблицы Менделеева, порядковый номер урана Z = 92. Будем рассматривать наиболее распространенный изотоп урана-238 ($^{238}_{92}U$).

1. Пять последовательных α-распадов.

2. Два последовательных β-распада.

Найти:

1. Химические элементы, которые образуются после каждого из пяти α-распадов урана.

2. Химические элементы, которые образуются в результате двух β-распадов урана.

Решение:

1. Альфа-распад (α-распад) — это вид радиоактивного распада, при котором ядро испускает альфа-частицу (ядро атома гелия $ ^{4}_{2}He $). В результате массовое число ядра (A) уменьшается на 4, а зарядовое число (Z) — на 2. Общая схема α-распада:

$ _{Z}^{A}X \rightarrow _{Z-2}^{A-4}Y + _{2}^{4}He $

Рассмотрим 5 последовательных α-распадов, начиная с урана-238 ($^{238}_{92}U$):

1-й α-распад: ядро урана ($Z=92$) превращается в ядро с $Z = 92 - 2 = 90$. Элемент с порядковым номером 90 — это торий (Th).
$ ^{238}_{92}U \rightarrow ^{234}_{90}Th + ^{4}_{2}He $. Образуется торий.

2-й α-распад: ядро тория ($Z=90$) превращается в ядро с $Z = 90 - 2 = 88$. Элемент с порядковым номером 88 — это радий (Ra).
$ ^{234}_{90}Th \rightarrow ^{230}_{88}Ra + ^{4}_{2}He $. Образуется радий.

3-й α-распад: ядро радия ($Z=88$) превращается в ядро с $Z = 88 - 2 = 86$. Элемент с порядковым номером 86 — это радон (Rn).
$ ^{230}_{88}Ra \rightarrow ^{226}_{86}Rn + ^{4}_{2}He $. Образуется радон.

4-й α-распад: ядро радона ($Z=86$) превращается в ядро с $Z = 86 - 2 = 84$. Элемент с порядковым номером 84 — это полоний (Po).
$ ^{226}_{86}Rn \rightarrow ^{222}_{84}Po + ^{4}_{2}He $. Образуется полоний.

5-й α-распад: ядро полония ($Z=84$) превращается в ядро с $Z = 84 - 2 = 82$. Элемент с порядковым номером 82 — это свинец (Pb).
$ ^{222}_{84}Po \rightarrow ^{218}_{82}Pb + ^{4}_{2}He $. Образуется свинец.

Ответ: После пяти последовательных α-распадов урана образуются следующие элементы: торий (Th), радий (Ra), радон (Rn), полоний (Po), свинец (Pb).

2. Бета-распад (β-распад) — это вид радиоактивного распада, при котором ядро испускает бета-частицу (электрон $ _{-1}^{0}e $). При этом один из нейтронов в ядре превращается в протон. В результате массовое число ядра (A) не изменяется, а зарядовое число (Z) увеличивается на 1. Общая схема β-распада:

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

Рассмотрим 2 последовательных β-распада, начиная с урана-238 ($^{238}_{92}U$):

1-й β-распад: ядро урана ($Z=92$) превращается в ядро с $Z = 92 + 1 = 93$. Элемент с порядковым номером 93 — это нептуний (Np).
$ ^{238}_{92}U \rightarrow ^{238}_{93}Np + _{-1}^{0}e $. Образуется нептуний.

2-й β-распад: ядро нептуния ($Z=93$) превращается в ядро с $Z = 93 + 1 = 94$. Элемент с порядковым номером 94 — это плутоний (Pu).
$ ^{238}_{93}Np \rightarrow ^{238}_{94}Pu + _{-1}^{0}e $. Образуется плутоний.

Ответ: В результате двух β-распадов урана образуются последовательно нептуний (Np) и затем плутоний (Pu).