Question

Определите неизвестный продукт X в ядерной реакции. Выделяется или поглощается энергия при данной реакции? 42/20Ca + 1/1p → X + 4/2α

Answer 1

Ответ:

X=Калий-39

Объяснение

баланс масс 42+1=43=39+4

баланс заряда 20+1=21=19+2

Элемент, в ядре которого 39 нуклонов, из которых 19 протонов- это калий

Answer 2

Данная ядерная реакция представлена в следующем виде:

42/20Ca + 1/1p → X + 4/2α

В данной реакции кальций-42 (42/20Ca) и протон (1/1p) взаимодействуют, и результатом реакции является неизвестный продукт X, а также образование двух альфа-частиц (4/2α).

Для определения неизвестного продукта X и выяснения, выделяется или поглощается энергия, мы можем использовать закон сохранения энергии и закон сохранения заряда.

Закон сохранения заряда гласит, что сумма зарядов в начальных реагентах должна быть равна сумме зарядов в конечных продуктах. Кальций-42 имеет заряд 20+, а протон имеет заряд 1+. Следовательно, в начальных реагентах имеем 20+1=21+ заряд. Для конечных продуктов, две альфа-частицы (4/2α) имеют заряд 2+ каждая, что в сумме составляет 2+2=4+ заряд. Следовательно, заряды не совпадают, и должен быть образован неизвестный продукт X с зарядом 17+ (21+ - 4+ = 17+).

Чтобы определить, выделяется или поглощается энергия в данной реакции, нам нужно рассмотреть массовые числа (A) реагентов и продуктов. Массовые числа говорят о массе ядерных частиц.

Массовое число кальция-42 (42/20Ca) равно 42, а массовое число протона (1/1p) равно 1. Массовое число альфа-частицы (4/2α) равно 4. Для определения массового числа продукта X мы можем использовать закон сохранения массового числа, который гласит, что сумма массовых чисел в начальных реагентах должна быть равна сумме массовых чисел в конечных продуктах.

42 (массовое число Ca) + 1 (массовое число протона) = A (массовое число X) + 4 (массовое число 2 альфа-частицы)

A (массовое число X) = 42 + 1 - 4 = 39

Итак, массовое число продукта X равно 39.

Следовательно, в данной реакции выделяется энергия, так как массовое число продукта X (39) меньше суммы массовых чисел реагентов (42 + 1 = 43). Разница в массовых числах превращается в энергию в соответствии с известной формулой Эйнштейна, E=mc^2.