Самостоятельная работа 9 класс «Атомная и ядерная физика». 1 вариант 1. Определите массовое число, зарядовое число, количество протонов и количество нейтронов для $$^{70}_{31}Ga$$ и $$^{15}_{8}O$$. 2. Напишите реакцию $$\alpha$$-распада урана $$^{238}_{92}U$$. 3. Напишите реакцию $$\beta$$-распада радия $$^{226}_{88}Ra$$. 4. Напишите недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях: $$^{27}_{13}Al + ^1_0n \rightarrow ? + ^4_2He$$ $$? + ^1_1H \rightarrow ^{22}_{11}Na + ^4_2He$$

Решение:

1. Для $$^{70}_{31}Ga$$:
   • Массовое число (A): 70
   • Зарядовое число (Z): 31
   • Количество протонов: 31
   • Количество нейтронов (N): A - Z = 70 - 31 = 39
   Для $$^{15}_{8}O$$:
   • Массовое число (A): 15
   • Зарядовое число (Z): 8
   • Количество протонов: 8
   • Количество нейтронов (N): A - Z = 15 - 8 = 7
2. Реакция $$\alpha$$-распада урана $$^{238}_{92}U$$:
   При $$\alpha$$-распаде ядро теряет 2 протона и 2 нейтрона. Массовое число уменьшается на 4, а зарядовое число на 2.
   \[ ^{238}_{92}U \rightarrow ^{234}_{90}Th + ^4_2He \]
3. Реакция $$\beta$$-распада радия $$^{226}_{88}Ra$$:
   При $$\beta$$-распаде в ядре нейтрон превращается в протон, испуская электрон ($$\beta^-$$-частицу). Зарядовое число увеличивается на 1, а массовое число остается прежним.
   \[ ^{226}_{88}Ra \rightarrow ^{226}_{89}Ac + e^- \] (или $$^0_{-1}e$$)
4. Недостающие обозначения в ядерных реакциях:
   Чтобы найти недостающие обозначения, нужно сохранить суммарные зарядовые числа (нижние индексы) и массовые числа (верхние индексы) в каждой реакции.
   
   Первая реакция:
   \[ ^{27}_{13}Al + ^1_0n \rightarrow X + ^4_2He \]
   
   • Сумма массовых чисел слева: 27 + 1 = 28
   • Сумма зарядовых чисел слева: 13 + 0 = 13
   • Пусть неизвестное ядро будет $$^{A}_{Z}X$$.
   • Сумма массовых чисел справа: A + 4
   • Сумма зарядовых чисел справа: Z + 2
   • Приравниваем:
   • A + 4 = 28 \(\Rightarrow\) A = 24
   • Z + 2 = 13 \(\Rightarrow\) Z = 11
   Следовательно, неизвестный элемент имеет массовое число 24 и зарядовое число 11. Это натрий (Na).
   \[ ^{27}_{13}Al + ^1_0n \rightarrow ^{24}_{11}Na + ^4_2He \]
   
   Вторая реакция:
   \[ X + ^1_1H \rightarrow ^{22}_{11}Na + ^4_2He \]
   
   • Пусть неизвестный элемент будет $$^{A}_{Z}X$$.
   • Сумма массовых чисел слева: A + 1
   • Сумма зарядовых чисел слева: Z + 1
   • Сумма массовых чисел справа: 22 + 4 = 26
   • Сумма зарядовых чисел справа: 11 + 2 = 13
   • Приравниваем:
   • A + 1 = 26 \(\Rightarrow\) A = 25
   • Z + 1 = 13 \(\Rightarrow\) Z = 12
   Следовательно, неизвестный элемент имеет массовое число 25 и зарядовое число 12. Это магний (Mg).
   \[ ^{25}_{12}Mg + ^1_1H \rightarrow ^{22}_{11}Na + ^4_2He \]

Ответ:

• 1. Для $$^{70}_{31}Ga$$: массовое число 70, зарядовое число 31, протонов 31, нейтронов 39. Для $$^{15}_{8}O$$: массовое число 15, зарядовое число 8, протонов 8, нейтронов 7.
• 2. $$^{238}_{92}U \rightarrow ^{234}_{90}Th + ^4_2He$$
• 3. $$^{226}_{88}Ra \rightarrow ^{226}_{89}Ac + ^0_{-1}e$$
• 4. Первая реакция: $$^{24}_{11}Na$$. Вторая реакция: $$^{25}_{12}Mg$$.