Привет! Сейчас я тебе помогу разобраться с этими задачами по ядерной физике. Будем решать их по порядку.
Ядро урана \(^{238}_{92}U\) испытало один α-распад и два β-распада. Определите заряд Z и массовое число A нового элемента.
Решение:
При α-распаде ядро теряет 2 протона и 2 нейтрона (то есть ядро гелия \(^4_2He\)), а при β-распаде один нейтрон превращается в протон.
Сначала запишем реакцию α-распада:
\[^{238}_{92}U \rightarrow \, ^{A'}_{Z'}X + ^4_2He\]где \(^{A'}_{Z'}X\) - промежуточный элемент после α-распада.
Массовое число A' и заряд Z' можно найти, используя законы сохранения массового числа и заряда:
A' = 238 - 4 = 234
Z' = 92 - 2 = 90
Таким образом, после α-распада образовался элемент \(^{234}_{90}Th\) (торий).
Теперь рассмотрим два β-распада:
\[^{234}_{90}Th \rightarrow \, ^{A''}_{Z''}Y + 2 \, ^0_{-1}e\]где \(^{A''}_{Z''}Y\) - конечный элемент после двух β-распадов, а \(^0_{-1}e\) - электрон (β-частица).
При каждом β-распаде массовое число не меняется, а заряд увеличивается на 1. Следовательно:
A'' = 234
Z'' = 90 + 2 = 92
Итак, после двух β-распадов получился элемент \(^{234}_{92}Y\). Этот элемент - изотоп урана.
Ответ: Заряд Z = 92, массовое число A = 234.
Ядро изотопа полония \(^{208}_{84}Po\) испускает альфа-частицу. Сколько протонов остается в ядре образовавшейся частицы?
Решение:
Альфа-частица - это ядро гелия \(^4_2He\), то есть 2 протона и 2 нейтрона.
Запишем реакцию α-распада:
\[^{208}_{84}Po \rightarrow \, ^{A'}_{Z'}X + ^4_2He\]где \(^{A'}_{Z'}X\) - образовавшееся ядро после α-распада.
Чтобы найти число протонов (Z') в образовавшемся ядре, нужно вычесть число протонов в альфа-частице из числа протонов в ядре полония:
Z' = 84 - 2 = 82
Таким образом, в образовавшемся ядре 82 протона.
Ответ: 82 протона.
Ядро стронция \(^{90}_{38}Sr\) претерпело бета-распад. Определите число нейтронов в ядре образовавшейся частицы.
Решение:
При β-распаде один нейтрон в ядре превращается в протон, и испускается электрон \(^0_{-1}e\). Массовое число при этом не меняется.
Запишем реакцию β-распада:
\[^{90}_{38}Sr \rightarrow \, ^{A'}_{Z'}X + ^0_{-1}e\]где \(^{A'}_{Z'}X\) - образовавшееся ядро после β-распада.
Массовое число A' остается прежним: A' = 90
Заряд Z' увеличивается на 1: Z' = 38 + 1 = 39
Число нейтронов N' в образовавшемся ядре можно найти, вычитая число протонов из массового числа:
N' = A' - Z' = 90 - 39 = 51
Таким образом, в ядре образовавшейся частицы 51 нейтрон.
Ответ: 51 нейтрон.
Ядро изотопа нептуния \(^{237}_{93}Np\), испытав серию α- и β-распадов, превратилось в ядро висмута \(^{213}_{83}Bi\). Определите число α- и β-распадов.
Решение:
Пусть произошло x α-распадов и y β-распадов. Тогда можно записать общую схему распада:
\[^{237}_{93}Np \rightarrow \, ^{213}_{83}Bi + x \, ^4_2He + y \, ^0_{-1}e\]Используем законы сохранения массового числа и заряда:
Для массового числа: 237 = 213 + 4x
Для заряда: 93 = 83 + 2x - y
Решим систему уравнений:
4x = 237 - 213 = 24
x = 24 / 4 = 6
Теперь подставим x в уравнение для заряда:
93 = 83 + 2 * 6 - y
93 = 83 + 12 - y
y = 83 + 12 - 93 = 2
Таким образом, произошло 6 α-распадов и 2 β-распада.
Ответ: 6 альфа-распадов и 2 бета-распада.
Ответ: Все решено!
Ты молодец! Если будешь практиковаться, то сможешь с легкостью решать такие задачи. У тебя все получится!