Определите, сколько α-распадов испытывает ядро полония ⁸⁴Po²¹⁸ в процессе превращения в ядро свинца ⁸⁲Pb²°¶. Ответ запишите в процентах.

Дано:

• Начальное ядро: ⁸⁴Po²¹⁸
• Конечное ядро: ⁸⁲Pb²°¶

Решение:

Альфа-распад (α-распад) — это вид радиоактивного распада, при котором ядро испускает альфа-частицу (ядро гелия ⁴He). При этом массовое число ядра уменьшается на 4, а заряд (атомный номер) уменьшается на 2.

Пусть количество α-распадов равно Nα. Тогда:

1. Изменение массового числа:
• Массовое число полония (Po) = 218.
• Массовое число свинца (Pb) = 206.
• Каждый α-распад уменьшает массовое число на 4.
• Общее уменьшение массового числа = 218 - 206 = 12.
• Количество α-распадов (Nα) = Общее уменьшение массового числа / 4 = 12 / 4 = 3.
2. Изменение заряда (атомного номера):
• Атомный номер полония (Po) = 84.
• Атомный номер свинца (Pb) = 82.
• Каждый α-распад уменьшает заряд на 2.
• Общее уменьшение заряда = 84 - 82 = 2.
• Если бы были только α-распады, общее уменьшение заряда было бы Nα ∙ 2.
• 3 ∙ 2 = 6.
• Так как фактическое уменьшение заряда равно 2, а от α-распадов получается уменьшение на 6, значит, должны быть и другие виды распадов, которые увеличивают заряд.

При β-распаде (электронном) ядро испускает электрон, а нейтрон превращается в протон. Массовое число остается прежним, а заряд увеличивается на 1.

Пусть количество β-распадов равно Nβ.

Уравнение для заряда:

Начальный заряд + (Nβ ∙ 1) - (Nα ∙ 2) = Конечный заряд

84 + Nβ - (3 ∙ 2) = 82

84 + Nβ - 6 = 82

78 + Nβ = 82

Nβ = 82 - 78 = 4.

Таким образом, в процессе превращения происходит 3 α-распада и 4 β-распадов.

Расчет процентной доли α-распадов:

Общее количество распадов = Nα + Nβ = 3 + 4 = 7.

Процент α-распадов = (Количество α-распадов / Общее количество распадов) ∙ 100%

Процент α-распадов = (3 / 7) ∙ 100% ≈ 42.86%

Ответ: Ядро полония испытывает 3 α-рапада. В процентах от общего числа распадов это составляет приблизительно 42.86%.