Задание №11 — КВАНТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законами сохранения массового числа и зарядового числа при радиоактивном распаде. Согласно этим законам, сумма массовых чисел (верхних индексов) продуктов распада равна массовому числу исходного ядра.

1. Запишем уравнение $\beta^{-}$-распада (бета-минус распада) в общем виде. При таком распаде ядро испускает электрон ($_{-1}^{0}e$) и антинейтрино (которое не имеет массы и заряда, поэтому в расчётах массового числа не учитывается).
Уравнение реакции выглядит так:
$_{Z}^{A}X \rightarrow _{Z+1}^{A}Y + _{-1}^{0}e$

2. В данном случае продуктом распада является ядро плутония-240. Запишем его обозначение: $_{94}^{240}Pu$. Здесь число $240$ — это массовое число ($A$), а $94$ — зарядовое число (порядковый номер плутония в таблице Менделеева).

3. Обозначим исходное ядро нептуния как $_{Z}^{A}Np$. Запишем уравнение реакции для нашего случая:
$_{Z}^{A}Np \rightarrow _{94}^{240}Pu + _{-1}^{0}e$

4. Применим закон сохранения массового числа: сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.
$A = 240 + 0$

5. Отсюда получаем:
$A = 240$

Таким образом, при $\beta^{-}$-распаде массовое число ядра не изменяется, так как вылетающий электрон обладает нулевым массовым числом. Следовательно, массовое число исходного ядра нептуния было таким же, как и у образовавшегося ядра плутония.

Ответ: 240

Источник: ФИПИ