Номер 1007, страница 281 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

1007. При бомбардировке ядер меди ${}_{29}^{63}\text{Cu}$ протонами реакция может идти несколькими путями: с испусканием одного нейтрона; с испусканием двух нейтронов; с испусканием нейтрона и протона. Ядра каких элементов образуются в каждом случае?

Дано:

Исходное ядро: медь-63 ($_{29}^{63}\text{Cu}$)

Бомбардирующая частица: протон ($_{1}^{1}\text{p}$)

Возможные пути реакции с испусканием:

1) одного нейтрона ($_{0}^{1}\text{n}$)

2) двух нейтронов ($2 \cdot {}_{0}^{1}\text{n}$)

3) нейтрона ($_{0}^{1}\text{n}$) и протона ($_{1}^{1}\text{p}$)

Найти:

Образующиеся ядра элементов в каждом случае.

Решение:

Для определения продуктов ядерных реакций используем законы сохранения зарядового числа (Z, число протонов) и массового числа (A, общее число нуклонов). Сумма зарядовых чисел и сумма массовых чисел до реакции должны быть равны соответствующим суммам после реакции.

Исходные частицы: ядро меди $_{29}^{63}\text{Cu}$ и протон $_{1}^{1}\text{p}$.

Суммарное зарядовое число до реакции: $Z_{общ} = 29 + 1 = 30$.

Суммарное массовое число до реакции: $A_{общ} = 63 + 1 = 64$.

с испусканием одного нейтрона

Уравнение реакции имеет вид: $_{29}^{63}\text{Cu} + _{1}^{1}\text{p} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{0}^{1}\text{n}$.

Найдем зарядовое и массовое числа неизвестного ядра X, применяя законы сохранения:

Для массового числа: $64 = A + 1 \Rightarrow A = 63$.

Для зарядового числа: $30 = Z + 0 \Rightarrow Z = 30$.

Элемент с порядковым номером 30 в периодической таблице — это цинк (Zn). Следовательно, образуется ядро изотопа цинка-63.

Ответ: образуется ядро цинка-63 ($_{30}^{63}\text{Zn}$).

с испусканием двух нейтронов

Уравнение реакции имеет вид: $_{29}^{63}\text{Cu} + _{1}^{1}\text{p} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + 2 \cdot _{0}^{1}\text{n}$.

Найдем зарядовое и массовое числа неизвестного ядра X:

Для массового числа: $64 = A + 2 \cdot 1 \Rightarrow A = 62$.

Для зарядового числа: $30 = Z + 2 \cdot 0 \Rightarrow Z = 30$.

Элемент с порядковым номером 30 — это цинк (Zn). Следовательно, образуется ядро изотопа цинка-62.

Ответ: образуется ядро цинка-62 ($_{30}^{62}\text{Zn}$).

с испусканием нейтрона и протона

Уравнение реакции имеет вид: $_{29}^{63}\text{Cu} + _{1}^{1}\text{p} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{0}^{1}\text{n} + _{1}^{1}\text{p}$.

Найдем зарядовое и массовое числа неизвестного ядра X:

Для массового числа: $64 = A + 1 + 1 \Rightarrow A = 62$.

Для зарядового числа: $30 = Z + 0 + 1 \Rightarrow Z = 29$.

Элемент с порядковым номером 29 — это медь (Cu). Следовательно, образуется ядро изотопа меди-62.

Ответ: образуется ядро меди-62 ($_{29}^{62}\text{Cu}$).