Ядро какого химического элемента образуется при β − распаде углерода $^{14}_{6}C$? Запишите ядерную реакцию.
При β−распаде исходного ядра один из входящих в это ядро нейтронов превращается в протон, электрон и антинейтрино. Электрон и антинейтрино вылетают из ядра, а протон остается в ядре, увеличивая его заряд на единицу.
$^{14}_{6}C → ^{A}_{Z}X + ^{0}_{-1}e + ν_{e}$
Найдем значение зарядового числа:
Z = 6 + 1 = 7.
В результате реакции образовался атом $^{A}_{Z}X$ = $^{14}_{7}N$.
$^{14}_{6}C → ^{14}_{7}N + ^{0}_{-1}e + ν_{e}$
Вначале разберем теоретическую основу β−распада.
Определение β−распада:
β−распад — это один из видов радиоактивного распада, при котором происходит превращение одного из нуклонов (протона или нейтрона) в ядре атома. В ходе этого процесса выделяется бета−частица, которая представляет собой либо электрон (β⁻−частица), либо позитрон (β⁺−частица), а также антинейтрино (в случае β⁻−распада) или нейтрино (в случае β⁺−распада).
Механизм β⁻−распада:
При β⁻−распаде нейтрон внутри ядра превращается в протон. Этот процесс сопровождается выбросом электрона (β⁻−частицы) и антинейтрино. Суммарное количество нуклонов в ядре (массовое число, A) не изменяется, но заряд ядра (атомный номер, Z) увеличивается на единицу, так как число протонов возрастает.
Формально процесс можно записать следующим образом:
$$
n \rightarrow p + e^- + \overline{\nu}_e
$$
где $ n $ — нейтрон, $ p $ — протон, $ e^- $ — электрон, $ \overline{\nu}_e $ — антинейтрино.
Что происходит с ядром при β⁻−распаде:
− Массовое число (A) остается неизменным, так как общее количество нуклонов (протонов + нейтронов) не меняется.
− Атомный номер (Z) увеличивается на единицу, так как число протонов увеличивается.
− В результате ядро превращается в ядро другого химического элемента, чей атомный номер больше на 1.
Применение теории к углероду $ ^{14}_{6}C $:
− Массовое число $ A = 14 $: оно останется неизменным, поскольку общее число нуклонов не меняется.
− Атомный номер $ Z = 6 $: он увеличится на 1, так как один нейтрон превращается в протон. Новый атомный номер станет $ Z = 7 $, что соответствует химическому элементу азоту ($ ^{14}_{7}N $).
− Бета−распад сопровождается выбросом электрона ($ e^- $) и антинейтрино ($ \overline{\nu}_e $).
Таким образом, при β⁻−распаде углерода $ ^{14}_{6}C $ образуется ядро азота $ ^{14}_{7}N $, и реакция записывается следующим образом:
$$
^{14}_{6}C \rightarrow ^{14}_{7}N + e^- + \overline{\nu}_e
$$
Этот процесс является примером превращения одного химического элемента в другой посредством радиоактивного распада.
Пожауйста, оцените решение
