5. задача. Дополнить ядерную реакцию, протекающую под действием альфа частиц 73Li+42He = ?+32He.

Решение:

Для того чтобы дополнить ядерную реакцию, нужно соблюсти законы сохранения зарядового и массового чисел.

Исходные частицы:

• Литий (Li): зарядовое число = 3, массовое число = 7.
• Альфа-частица (He): зарядовое число = 2, массовое число = 4.

Продукты реакции:

• Неизвестная частица (?), зарядовое число = ?, массовое число = ?.
• Гелий (He): зарядовое число = 2, массовое число = 3.

Закон сохранения зарядового числа: Сумма зарядовых чисел до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции.

\[ 3 + 2 = ?_z + 2 \]\[ 5 = ?_z + 2 \]\[ ?_z = 5 - 2 = 3 \]

Закон сохранения массового числа: Сумма массовых чисел до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции.

\[ 7 + 4 = ?_A + 3 \]\[ 11 = ?_A + 3 \]\[ ?_A = 11 - 3 = 8 \]

Таким образом, неизвестная частица имеет зарядовое число 3 и массовое число 8. Элемент с зарядовым числом 3 — это литий (Li). Однако, учитывая, что в условии реакция начинается с \( ^7_3\text{Li} \) и альфа-частицы \( ^4_2\text{He} \), а заканчивается \( ^3_2\text{He} \), то очевидно, что произошла ошибка в записи реакции, так как полученный гелий \( ^3_2\text{He} \) нестабилен. Наиболее вероятной реакцией, протекающей при взаимодействии \( ^7_3\text{Li} \) с альфа-частицей, является:

\( ^7_3\text{Li} + ^4_2\text{He} \cdot \rightarrow ^8_4\text{Be} + ^3_1\text{H} \)

или

\( ^7_3\text{Li} + ^4_2\text{He} \cdot \rightarrow ^8_4\text{Be} + \text{нейтрон} + \text{энергия} \) (что менее вероятно, так как протон не указан).

Однако, если строго следовать условию задачи, где в продуктах есть \( ^3_2\text{He} \), то недостающая частица будет \( ^8_3\text{X} \). Но элемент с зарядом 3 — это Литий. Получается, что образовался изотоп лития \( ^8_3\text{Li} \).

\( ^7_3\text{Li} + ^4_2\text{He} \cdot \rightarrow ^8_3\text{Li} + ^3_2\text{He} \)

Проверим заряды: \( 3 + 2 = 5 \) и \( 3 + 2 = 5 \). Заряды равны.

Проверим массы: \( 7 + 4 = 11 \) и \( 8 + 3 = 11 \). Массы равны.

Таким образом, согласно условию задачи, неизвестная частица — это изотоп лития \( ^8_3\text{Li} \).