1) Определим химический элемент, который образуется в результате данной ядерной реакции.
Уравнение ядерной реакции имеет вид:
$$\qquad ^{233}_{92}U \rightarrow ^{A}_{Z}X + ^{4}_{2}He$$
где $$^{233}_{92}U$$ - ядро урана, $$^{4}_{2}He$$ - альфа-частица (ядро гелия), $$^{A}_{Z}X$$ - неизвестный элемент, который нам нужно определить.
Для определения массового числа (А) и атомного номера (Z) неизвестного элемента, мы используем законы сохранения массового числа и заряда:
Сохранение массового числа: 233 = A + 4
Сохранение атомного номера: 92 = Z + 2
Решаем эти уравнения:
A = 233 - 4 = 229
Z = 92 - 2 = 90
Таким образом, неизвестный элемент имеет массовое число 229 и атомный номер 90. Элемент с атомным номером 90 - это торий (Th).
Следовательно, реакция выглядит так:
$$\qquad ^{233}_{92}U \rightarrow ^{229}_{90}Th + ^{4}_{2}He$$
Ответ: Торий (Th)
2) Определим, выделяется, поглощается или остается неизменной энергия в данной реакции.
Чтобы определить энергетический эффект реакции, нужно сравнить массу покоя исходного ядра (урана) с суммой масс покоя продуктов реакции (тория и гелия). Если масса исходного ядра больше суммы масс продуктов реакции, то энергия выделяется (экзотермическая реакция). Если масса исходного ядра меньше суммы масс продуктов реакции, то энергия поглощается (эндотермическая реакция).
$$\qquad \Delta m = m(^{233}_{92}U) - [m(^{229}_{90}Th) + m(^{4}_{2}He)] $$
Если $$\Delta m > 0$$, то энергия выделяется (реакция экзотермическая).
Если $$\Delta m < 0$$, то энергия поглощается (реакция эндотермическая).
Если $$\Delta m = 0$$, энергия не выделяется и не поглощается.
Находим в таблицах массы покоя ядер и гелия:
m(U-233) = 233,039635 а.е.м.
m(Th-229) = 229,031762 а.е.м.
m(He-4) = 4,002603 а.е.м.
$$\Delta m = 233,039635 - (229,031762 + 4,002603) = 233,039635 - 233,034365 = 0,00527$$ а.е.м.
Так как $$\Delta m > 0$$, то энергия выделяется. Эта энергия выделяется в виде кинетической энергии продуктов реакции.
Ответ: выделяется