Номер 2, страница 217 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

2. В каком виде записываются ядерные реакции?

2.

Ядерные реакции записываются в виде уравнений, которые внешне напоминают уравнения химических реакций. В левой части уравнения указываются исходные частицы (например, ядро-мишень и бомбардирующая его частица), а в правой — конечные продукты реакции (например, новое ядро и одна или несколько испущенных частиц). Между левой и правой частями уравнения ставится стрелка (→), а между частицами в каждой части — знак плюса (+).

Каждая частица в уравнении ядерной реакции обозначается своим символом, снабженным двумя индексами, расположенными слева от символа: верхним и нижним. Общий вид обозначения для атомного ядра:

$_Z^A X$

где:

• $X$ – это химический символ элемента.
• $A$ – это массовое число, которое равно общему числу протонов и нейтронов (нуклонов) в ядре. Этот индекс пишется вверху.
• $Z$ – это зарядовое число (или атомный номер), которое равно числу протонов в ядре и определяет его электрический заряд. Этот индекс пишется внизу.

При записи любой ядерной реакции необходимо соблюдать два фундаментальных закона сохранения:

1. Закон сохранения массового числа: сумма массовых чисел (верхних индексов) всех частиц, вступающих в реакцию, должна быть равна сумме массовых чисел всех частиц, образующихся в результате реакции.
2. Закон сохранения электрического заряда: сумма зарядовых чисел (нижних индексов) всех частиц до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел всех частиц после реакции.

Таким образом, для общей реакции вида:

$ _Z^A X + _z^a x \rightarrow _ {Z'}^{A'} Y + _{z'}^{a'} y $

всегда выполняются следующие равенства:

$ A + a = A' + a' $ (сохранение числа нуклонов)

$ Z + z = Z' + z' $ (сохранение заряда)

Примеры записи ядерных реакций:

1. Реакция превращения азота в кислород при бомбардировке альфа-частицами ($ _2^4 He $), впервые осуществленная Резерфордом:

$ _{7}^{14}N + _2^4He \rightarrow _{8}^{17}O + _1^1p $

Здесь $_1^1p$ — это протон. Проверим законы сохранения:
- Сумма массовых чисел: $14 + 4 = 18$ (слева), $17 + 1 = 18$ (справа). Закон выполняется.
- Сумма зарядовых чисел: $7 + 2 = 9$ (слева), $8 + 1 = 9$ (справа). Закон выполняется.

2. Реакция деления ядра урана-235 под действием медленного нейтрона ($ _0^1 n $):

$ _{92}^{235}U + _0^1n \rightarrow _{56}^{144}Ba + _{36}^{89}Kr + 3_0^1n $

Проверим законы сохранения:
- Сумма массовых чисел: $235 + 1 = 236$ (слева), $144 + 89 + 3 \cdot 1 = 236$ (справа). Закон выполняется.
- Сумма зарядовых чисел: $92 + 0 = 92$ (слева), $56 + 36 + 3 \cdot 0 = 92$ (справа). Закон выполняется.

Ответ: Ядерные реакции записываются в виде уравнений, где слева указываются исходные частицы, а справа — продукты реакции. Каждая частица ($X$) характеризуется массовым числом ($A$) и зарядовым числом ($Z$) в формате $_Z^A X$. При записи реакции обязательно соблюдаются законы сохранения массового числа (сумма верхних индексов $A$ слева и справа равна) и электрического заряда (сумма нижних индексов $Z$ слева и справа равна).