Составление уравнений реакций различных типов радиоактивного распада

 

Задача 222. 
Изотоп 40К  превращается в изотоп  40Са. Какой тип радиоактивного распада при этом реализуется: а) изобар -распад; б) изотоп - распад; в) изотоп -распад; г) захват электрона; д) спонтанное деление?
Решение:
а)  изобар -Распад.  изобар -Частица - ядро атома гелия Не. При испускании  изобар -частицы ядро атома теряет два протона и два нейтрона, следовательно, заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число на 4. Дочернее ядро принадлежит элементу, смещенному в периодической системе на две клетки к началу системы по отношению к материнскому элементу: изотоп
 Процесс можно изобразить схемой:

изотоп

б) изотоп - распад. изотоп -Частица – электрон. При испускании изотоп - частицы заряд ядра увеличивается на единицу, а массовое число не изменяется: изотоп

изотоп

в) изотоп -Частица — позитрон (изотоп) - обладает массой электрона и зарядом, равным заряду электрона но противоположным по знаку. Позитронному распаду предшествует ядерный процесс изотоп. Число протонов в ядре при позитронном распаде уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется. Образующееся ядро - изобар исходного ядра - принадлежит элементу, смещенному от материнского элемента на одну клетку к началу периодической системы: изотоп
Процесс можно изобразить схемой:

изотоп

г) Спонтанным делением называется самопроизвольный распад ядер тяжёлых металлов на два (иногда на три или на четыре) ядра элементов середины периодической системы химических элементов.

д) При захвате ядром электрона с ближайшего к ядру К-слоя в ядре уменьшается число протонов вследствие протекания процесса: изотоп. Заряд ядра уменьшается на единицу, а массовое число остаётся прежним. дочернее ядро принадлежит элементу (изобару исходного элемента), смещенному по отношению к материнскому на одну клетку к началу периодической системы химических элементов:  

изотоп

При переходе периферийного электрона на освободившееся в К-слое место выделяется энергия в виде кванта рентгеновского излучения. Процесс можно изобразить схемой: 

изотоп

Таким образом, изотоп 40K  превращается в изотоп 40Ca  при изотоп -распаде.

Ответ: б).


Задача 223. 
Какой тип радиоактивного распада приведет к образованию дочернего ядра, являющегося изобаром по отношению к исходному ядру: а) изобар -распад; б) изотоп - распад; в) изотоп -распад; г) захват электрона; д) ни один из этих процессов.
Решение:
Дочернее ядро является изобаром по отношению исходному ядру, если заряд его ядра увеличивается или уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется.
а)  изобар -Распад.  изобар -Частица - ядро атома гелия Не. При испускании  -частицы ядро теряет два протона и два нейтрона, следовательно, заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число на 4. Дочернее ядро принадлежит элементу, смещенному в периодической системе на две клетки к началу системы по отношению к материнскому
элементу:  изотоп.

б) изотоп - Распад.изотоп -Частица – электрон. изотоп - Распаду предшествует процесс  изотоп, протекающий в ядре; таким образом, при испускании электрона заряд ядра увеличивается на единицу, а массовое число не изменяется, дочернее ядро - изобар исходного - принадлежит элементу, смещенному на одну клетку к концу периодической системы от места материнского элемента: изотоп.

в) изотоп -Частица — позитрон (изотоп) - обладает массой электрона и зарядом, равным заряду электрона но противоположным по знаку. Позитронному распаду предшествует ядерный процесс изотоп. Число протонов в ядре при позитронном распаде уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется. Образующееся ядро - изобар исходного ядра - принадлежит элементу, смещенному от материнского элемента на одну клетку к началу периодической системы: изотоп.

г) При захвате ядром электрона с ближайшего к ядру К-слоя в ядре уменьшается число протонов вследствие протекания процесса: изотоп  Заряд ядра уменьшается на единицу, а массовое число остаётся прежним. Дочернее ядро принадлежит элементу (изобару исходного элемента), смещенному по отношению к материнскому на одну клетку к началу периодической системы химических элементов: изотоп. При переходе периферийного электрона на освободившееся в К-слое место выделяется энергия в виде кванта рентгеновского излучения.
д) Таким образом, изотоп - распад, изотоп -распад и захват электрона могут привести к образованию дочернего ядра, являющегося изобаром по отношению к исходному ядру.

Ответ: б), в), г).


Задача 224. 
Как изменятся массовое число и заряд атома при испускании одной  изобар -частицы и двух изотоп -частиц: а) заряд уменьшится на 2, а массовое число - на 4; б) заряд увеличится на 2, а массовое число уменьшится на 4; в) заряд не изменится, а массовое число уменьшится на 4; г) ни заряд, ни массовое число не изменятся?
Решение:
 изобар-Распад.  изобар -Частица - ядро атома гелия Не. При испускании  изобар -частицы ядро теряет два протона и два нейтрона, следовательно, заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число на 4. Дочернее ядро принадлежит элементу, смещенному в периодической системе на две клетки к началу системы по отношению к материнскому элементу: изотоп.

изотоп - Распад. изотоп -Частица – электрон. изотоп - Распаду предшествует процесс  , протекающий в ядре; таким образом, что при испускании электрона заряд ядра увеличивается на единицу, а массовое число не изменяется, дочернее ядро - изобар исходного - принадлежит элементу, смещенному на одну клетку к концу периодической системы от места материнского элемента:изотоп.                               . 

Таким образом, при испускании ядром атома одной  изобар -частицы и двух изотоп -частиц заряд не изменится, а массовое число уменьшится на 4. 

Ответ: в).


Задача 225. 
Фотон жесткого гама-лучи -излучения выбивает из ядра изотоп  протон. При этом образуется: а) ядро-изотоп  изотоп; б) ядро-изобар изотоп; в) ядро-изотоп  изотоп; г) ядро-изобар  изотоп.
Решение:
Дочернее ядро является изобаром по отношению исходному ядру, если заряд его ядра увеличивается или уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется. 

Жёсткие гама-лучи -лучи способны вызывать ядерные превращения, идущие с отщеплением нейтрона (реже протона). Подобные процессы носят название ядерного фотоэффекта, идущего по схеме:изотоп 

Реакция, данная по условию задачи, описывается схемой:

изотоп

 Таким образом, при поглощении фотона гама-лучи -излучения ядро изотопа изотоп теряет один протон, при этом заряд ядра и массовое число уменьшается на единицу и образуется ядро-изотоп   изотоп

Ответ: в). 


Задача 226. 
К какому радиоактивному семейству относится изотоп  207Pb: а)  232Th; б)  237Np; в)  237Ac; г)  238U?
Решение:
Известно четыре семейства радиоактивных элементов: 
а) Семейство урана – последовательность превращения изотопа урана  238U, составляющего преобладающую часть природного урана. Конечным продуктом при превращениях этого ряда  служит устойчивый изотоп свинца  206Pb.

 б) Семейство тория – последовательный ряд превращения изотопа тория  232Th, заканчивающийся образованием устойчивого изотопа свинца  206Pb.

в) Семейство нептуния - последовательный ряд превращения искусственно полученного изотопа нептуния  237Np, заканчивающийся образованием устойчивого изотопа висмута  209Bi.

г) Семейство актиния - последовательный ряд превращения изотопа урана  235U, заканчивающийся образованием устойчивого изотопа свинца  207Pb. Изотоп урана  235U называют актиноураном. Изотоп актиния 237Ac  является одним из устойчивых промежуточных продуктов ряда превращения изотопа урана  235U.

Ответ: в). 


Задача 227. 
Может ли в природе находиться изотоп 222Rn  с Т1/2 = 3,2 дня: а) да; б) нет?
Потому что: 1) период полураспада этого изотопа много меньше времени существования Земли; 2) этот изотоп является членом радиоактивного семейства; 3) у радона есть более долгоживущие изотопы.
Решение:
Изотоп радона 222Rn  является членом радиоактивного семейства  238U. Он образуется при  изобар -распаде изотопа радия  226Ra. Реакция протекает по схеме: 

изотоп

Следовательно, изотоп радона  222Rn может существовать в природе, так как является членом спонтанного  радиоактивного распада природного изотопа урана  238U.

Ответ: а2.