Бета-распад - ОГЭ по физике

Бета-распад в ОГЭ по физике

На странице представлен тренажёр для подготовки к 11 заданию из ОГЭ по физике на уравнения бета распадов. Тренажёр поможет вам освоить применение закона постоянства массы и заряда в ходе радиоактивного распада изотопов различных веществ.

Бета-распад — это один из типов радиоактивного распада, при котором из ядра атома испускается бета-частица. Этот процесс изменяет состав ядра атома и играет важную роль как в природе, так и в научных исследованиях.

Для каждого из заданий доступно подробное объяснение каждой радиоактивной реакции и проверка ответов.

Задания на бета-минус распад(𝛽)

Произошла следующая ядерная реакция бета-распада:

1

1

H

⇒

0

-1

${\displaystyle e^{-}}$

+

A

Z

X

Чему равно количество нуклонов атома X?

---

В ответ введите результат вычислений, при необходимости округлите до сотых:

Сохранить ответ Показать решение

Следующее задание

Прежде всего вспомним, что при бета-распаде массовое число ядра не изменяется (то, что стоит сверху), а зарядовое число увеличивается на 1 (то, что внизу) так как из ядра элемента вылетает электрон, у которого нет массы, а заряд отрицательный

В реакциях ядерных распадов всегда сохраняется масса и заряд в левой и правой части уравнений.

Запишем уравнения для массы и заряда в распаде:

Для массы:

1 = 4 + A

Тогда выразим массу нового элемента

A = 1 - 4 = 1

Теперь составим такое же уравнение для заряда:

1 = 2 + Z

Выразим отсюда зарядовое число нового элемента:

Z = 1 - 2 = 2

Так же посчитаем количество нейтронов в новом элементе по формуле:

N = A - Z

Подставим значения:

N = 10 - 5 = 5

По условию нам необходимо найти заряд нового элемента, поэтому запишем в ответ: 1

Нашли ошибку на сайте?
Напишите нам, будем очень благодарны

История открытия бета-распада

Бета-распад был открыт в 1899 году Эрнестом Резерфордом, который изучал излучение урана и обнаружил, что оно состоит из двух типов частиц: легко поглощаемых (альфа-частиц) и более проникающих (бета-частиц). Позже было установлено, что бета-частицы - это электроны, вылетающие из ядра атома.

В 1914 году Джеймс Чедвик показал, что спектр энергий бета-частиц непрерывный, что противоречило закону сохранения энергии. Это привело к гипотезе Вольфганга Паули (1930) о существовании нейтрино - нейтральной частицы, уносящей часть энергии. Гипотеза была подтверждена экспериментально в 1956 году.

Механизм бета-распада

В природе существует три типа бета-распада:

• β⁻-распад: нейтрон превращается в протон с испусканием электрона и антинейтрино(антинейтрино чаще всего не будет в ОГЭ, тем не менее в уравнении бета-распада оно ни на что не влияет)
• β⁺-распад: протон превращается в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрино
• Электронный захват: протон захватывает электрон из оболочки атома, превращаясь в нейтрон

В 11 задание ОГЭ встречаются задачи только на бета-минус и бета-плюс распад. Визуально бета-распад можно представить следующим образом:

Уравнение β-распада

Какие элементы подвержены бета-распаду?

Бета-распад характерен для многих радиоактивных изотопов, особенно тех, у которых нарушено соотношение нейтронов и протонов:

• Углерод-14 - используется в радиоуглеродном датировании
• Калий-40 - встречается в природном калии (0.012%)
• Йод-131 - используется в медицине для лечения щитовидной железы
• Стронций-90 - продукт деления ядер, опасный компонент радиоактивных осадков
• Тритий (³H) - сверхтяжелый водород, используется в термоядерных реакциях

Эти элементы находятся в нижней части таблицы Менделеева, обладают достаточно большими ядрами и встречаются в природе, либо искусственно синтезируются.

Интересные факты о бета-распаде

• Бета-распад является ключевым процессом в нуклеосинтезе - образовании химических элементов во Вселенной
• Бета-распад углерода-14 позволяет определять возраст археологических находок до 50 000 лет
• Внутри Солнца и других звезд бета-распад играет важную роль в термоядерных реакциях
• Бета-частицы используются в медицине для лучевой терапии раковых опухолей
• Некоторые живые организмы, например, грибы, могут использовать энергию бета-распада для роста