Задание №11 — КВАНТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения массового числа и заряда при радиоактивном распаде. В условии сказано, что изотоп натрия $_{11}^{22}\text{Na}$ испытывает $\beta^{-}$-распад (бета-минус-распад).

1. Вспомним, что такое $\beta^{-}$-распад. При этом процессе один из нейтронов в ядре превращается в протон, при этом из ядра вылетает электрон $_{-1}^{0}e$ (бета-частица) и антинейтрино $\bar{\nu}$.

2. Запишем уравнение ядерной реакции в общем виде:
$_{11}^{22}\text{Na} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + _{-1}^{0}e + \bar{\nu}$,
где $A$ — массовое число получившегося ядра, $Z$ — его зарядовое число (порядковый номер в таблице Менделеева).

3. Согласно закону сохранения массового числа, сумма массовых чисел исходных продуктов должна быть равна сумме массовых чисел продуктов распада. Массовое число электрона равно $0$, антинейтрино также имеет нулевое массовое число.
Следовательно:
$22 = A + 0$
Отсюда получаем: $A = 22$.

4. Для справки (хотя это не требуется в вопросе): согласно закону сохранения заряда, $11 = Z + (-1)$, откуда $Z = 12$. Элемент с порядковым номером $12$ — это магний ($\text{Mg}$). Таким образом, образуется ядро $_{12}^{22}\text{Mg}$.

Поскольку в задаче спрашивается только массовое число полученного ядра, оно равно $22$.

Ответ: 22

Источник: ФИПИ