Физика, 9 класс

Задачи: Радиоактивные превращения атомных ядер

Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.

База

База Задача 1

Ядро полония \({}^{210}_{84}\text{Po}\) испытывает альфа-распад. Найдите массовое и зарядовое числа образовавшегося ядра.

Подсказка

Альфа-частица уносит 4 единицы массового числа и 2 элементарных заряда.

Решение

\({}^{210}_{84}\text{Po} \to {}^{A}_{Z}\text{X} + {}^{4}_{2}\text{He}\).

\(A = 210 - 4 = 206\), \(Z = 84 - 2 = 82\). Элемент № 82 — свинец.

Ответ
A = 206, Z = 82 (свинец-206)
База Задача 2

Какова масса (в а. е. м., с точностью до целых) и заряд (в элементарных зарядах) ядра алюминия \({}^{27}_{13}\text{Al}\)?

Подсказка

Масса ядра в а. е. м. — верхнее число, заряд — нижнее.

Решение

Массовое число 27, значит, масса ядра примерно 27 а. е. м. Зарядовое число 13, значит, заряд ядра равен 13 элементарным зарядам.

Ответ
27 а. е. м., 13 элементарных зарядов

Средний

Средний Задача 3

Ядро висмута \({}^{210}_{83}\text{Bi}\) испытывает бета-распад. Найдите массовое и зарядовое числа нового ядра. Какой это элемент?

Подсказка

Бета-частица — электрон \({}^{0}_{-1}\text{e}\): массовое число 0, заряд −1.

Решение

\({}^{210}_{83}\text{Bi} \to {}^{A}_{Z}\text{X} + {}^{0}_{-1}\text{e}\).

По сохранению массового числа \(210 = A + 0\), \(A = 210\). По сохранению заряда \(83 = Z + (-1)\), \(Z = 84\). Элемент № 84 — полоний.

Ответ
A = 210, Z = 84 (полоний-210)
Средний Задача 4

Допишите реакцию: \({}^{238}_{92}\text{U} \to \text{X} + {}^{4}_{2}\text{He}\). Найдите массовое и зарядовое числа ядра X и назовите элемент.

Решение

\(A = 238 - 4 = 234\), \(Z = 92 - 2 = 90\). Элемент № 90 — торий.

\({}^{238}_{92}\text{U} \to {}^{234}_{90}\text{Th} + {}^{4}_{2}\text{He}\).

Ответ
A = 234, Z = 90 (торий-234)

Сложный

Сложный Задача 5

Ядро урана \({}^{238}_{92}\text{U}\) испытало один альфа-распад и затем два бета-распада. Найдите массовое и зарядовое числа получившегося ядра. Какой это элемент?

Подсказка

Считайте изменения по шагам или сразу суммарно.

Решение

Альфа-распад: \(A = 238 - 4 = 234\), \(Z = 92 - 2 = 90\).

Два бета-распада: \(A\) не меняется, \(Z = 90 + 2 = 92\).

Получился \({}^{234}_{92}\text{U}\) — снова уран, но более лёгкий изотоп.

Ответ
A = 234, Z = 92 (уран-234)
Сложный Задача 6

Торий \({}^{232}_{90}\text{Th}\) после цепочки распадов превращается в стабильный свинец \({}^{208}_{82}\text{Pb}\). Сколько альфа- и сколько бета-распадов произошло?

Подсказка

Массовое число меняют только альфа-распады.

Решение

Массовое число уменьшилось на \(232 - 208 = 24\), каждый альфа-распад уносит 4: \(n_\alpha = 24 / 4 = 6\).

Шесть альфа-распадов уменьшили бы заряд на \(6 \cdot 2 = 12\), и получилось бы \(90 - 12 = 78\). А у свинца \(Z = 82\), значит, бета-распадов было \(n_\beta = 82 - 78 = 4\).

Ответ
6 альфа-распадов и 4 бета-распада
Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.