Номер 1005, страница 281 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

1005. Запишите ядерные реакции:

1) при бомбардировке $\alpha$-частицами ядер алюминия $_{13}^{27}\text{Al}$ образуется новое ядро, которое испускает протон;

2) при бомбардировке ядер бора $_{5}^{11}\text{B}$ $\alpha$-частицами образуются ядра бериллия $_{4}^{8}\text{Be}$;

3) при бомбардировке ядер эйнштейния $_{99}^{253}\text{Es}$ $\alpha$-частицами испускается нейтрон;

4) при бомбардировке ядер бора $_{5}^{11}\text{B}$ нейтронами происходит ядерная реакция, в которой образуется $\alpha$-частица.

1) Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции, в которой ядро алюминия $_{13}^{27}\text{Al}$ бомбардируется $\alpha$-частицей ($_{2}^{4}\text{He}$), в результате чего образуется новое ядро $_{Z}^{A}\text{X}$ и испускается протон ($_{1}^{1}\text{p}$).

$_{13}^{27}\text{Al} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{1}^{1}\text{p}$

Для нахождения неизвестного ядра воспользуемся законами сохранения массового числа и заряда.

Закон сохранения массового числа (сумма верхних индексов):

$27 + 4 = A + 1$

$A = 31 - 1 = 30$

Закон сохранения заряда (сумма нижних индексов):

$13 + 2 = Z + 1$

$Z = 15 - 1 = 14$

Элемент с порядковым номером $Z=14$ в периодической таблице Менделеева — это кремний (Si). Следовательно, образовавшееся ядро — это изотоп кремния $_{14}^{30}\text{Si}$.

Ответ: $_{13}^{27}\text{Al} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{14}^{30}\text{Si} + _{1}^{1}\text{p}$

2) Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции, в которой ядро бора $_{5}^{11}\text{B}$ бомбардируется $\alpha$-частицей ($_{2}^{4}\text{He}$), и образуются ядро бериллия $_{4}^{8}\text{Be}$ и неизвестное ядро $_{Z}^{A}\text{X}$.

$_{5}^{11}\text{B} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{4}^{8}\text{Be} + _{Z}^{A}\text{X}$

Применим законы сохранения массового числа и заряда.

Закон сохранения массового числа:

$11 + 4 = 8 + A$

$A = 15 - 8 = 7$

Закон сохранения заряда:

$5 + 2 = 4 + Z$

$Z = 7 - 4 = 3$

Элемент с порядковым номером $Z=3$ — это литий (Li). Следовательно, вторым продуктом реакции является изотоп лития $_{3}^{7}\text{Li}$.

Ответ: $_{5}^{11}\text{B} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{4}^{8}\text{Be} + _{3}^{7}\text{Li}$

3) Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции, в которой ядро эйнштейния $_{99}^{253}\text{Es}$ бомбардируется $\alpha$-частицей ($_{2}^{4}\text{He}$), в результате чего образуется новое ядро $_{Z}^{A}\text{X}$ и испускается нейтрон ($_{0}^{1}\text{n}$).

$_{99}^{253}\text{Es} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{0}^{1}\text{n}$

Применим законы сохранения массового числа и заряда.

Закон сохранения массового числа:

$253 + 4 = A + 1$

$A = 257 - 1 = 256$

Закон сохранения заряда:

$99 + 2 = Z + 0$

$Z = 101$

Элемент с порядковым номером $Z=101$ — это менделевий (Md). Следовательно, образовавшееся ядро — это изотоп менделевия $_{101}^{256}\text{Md}$.

Ответ: $_{99}^{253}\text{Es} + _{2}^{4}\text{He} \rightarrow _{101}^{256}\text{Md} + _{0}^{1}\text{n}$

4) Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции, в которой ядро бора $_{5}^{11}\text{B}$ бомбардируется нейтроном ($_{0}^{1}\text{n}$), и в результате образуется $\alpha$-частица ($_{2}^{4}\text{He}$) и новое ядро $_{Z}^{A}\text{X}$.

$_{5}^{11}\text{B} + _{0}^{1}\text{n} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{2}^{4}\text{He}$

Применим законы сохранения массового числа и заряда.

Закон сохранения массового числа:

$11 + 1 = A + 4$

$A = 12 - 4 = 8$

Закон сохранения заряда:

$5 + 0 = Z + 2$

$Z = 5 - 2 = 3$

Элемент с порядковым номером $Z=3$ — это литий (Li). Следовательно, образовавшееся ядро — это изотоп лития $_{3}^{8}\text{Li}$.

Ответ: $_{5}^{11}\text{B} + _{0}^{1}\text{n} \rightarrow _{3}^{8}\text{Li} + _{2}^{4}\text{He}$