В ядерной реакции: Pu-242 → Xα + Yβ + Th-238 из 124 г Pu образовалось 114 г Th. Какое количество нейтронов содержится в изотопе Th, если количество Y больше чем 2 в 1,2 раза?
Физика 9 класс Ядерные реакции и радиоактивность ядерная реакция изотоп Th количество нейтронов Pu-242 физика 9 класс
Для решения данной задачи нам нужно проанализировать ядерную реакцию и определить количество нейтронов в изотопе Th-238.
Давайте начнем с того, что запишем уравнение реакции:
Pu-242 → Xα + Yβ + Th-238
Где:
Теперь нам известно, что из 124 г Pu образовалось 114 г Th. Сначала найдем массу, которая была преобразована в другие частицы:
Масса, не ставшая Th = 124 г - 114 г = 10 г.
Теперь, чтобы понять, сколько частиц образуется, нам нужно определить массу каждой частицы:
Пусть количество альфа-частиц равно X, а количество бета-частиц равно Y. Тогда:
4X + 0Y = 10 г
Из этого уравнения мы можем выразить X:
X = 10/4 = 2.5
Поскольку X должно быть целым числом, мы округлим его до 3, так как в реакции может образоваться 3 альфа-частицы.
Теперь, по условию задачи, количество Y больше чем 2 в 1.2 раза:
Y > 2 * 1.2 = 2.4
Следовательно, минимальное целое значение Y - это 3.
Теперь мы можем записать уравнение для числа нуклонов:
Общее количество нуклонов (протонов и нейтронов) в Pu-242:
242 = 4X + 3Y + 238
Подставим значения X и Y:
242 = 4*3 + 3*3 + 238
242 = 12 + 9 + 238
242 = 259
(это не верно, значит Y должно быть 4 или 5, чтобы соблюсти уравнение)Давайте попробуем Y = 4:
242 = 4*3 + 3*4 + 238
242 = 12 + 12 + 238
242 = 262
(тоже не подходит)Теперь попробуем Y = 5:
242 = 4*3 + 3*5 + 238
242 = 12 + 15 + 238
242 = 265
(всё ещё не подходит)Пробуем Y = 6:
242 = 4*3 + 3*6 + 238
242 = 12 + 18 + 238
242 = 268
(не подходит)Теперь мы можем найти количество нейтронов в Th-238. У Th-238 90 протонов, следовательно, количество нейтронов:
Количество нейтронов = 238 (массовое число) - 90 (количество протонов) = 148.
Таким образом, правильный ответ:
A) 148