ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Квантовая 17.22

[Александр Сакович]

17.22 (21.24). В ядерном реакторе цепочка ядерных реакций начинается с захвата ядром быстрого нейтрона. Как изменяются при захвате нейтрона заряд ядра и число нуклонов в ядре?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается, 2) уменьшается, 3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Анализ условия. 1) По условию ядро захватывает нейтрон, где нейтрон - это ₀¹n.
Определим, как изменяются заряд q ядра и число нуклонов N в ядре при захвате.

Теория. Уравнение нейтронного захвата имеет вид
\[{}_{Z}^{A}\text{X}+{}_{0}^{1}n\to {}_{Z}^{A+1}\text{Y}+\gamma .\]
Следовательно, массовое число нового ядра Y равно
\[A_2 = A+1,\ \ \ (1)\]
а зарядовое число нового ядра
\[Z_2 = Z.\ \ \ (2)\]

Решение. 1) Определим, как изменится заряд q ядра при захвате.
Заряд q ядра равен
\[q = Z\cdot e.\]
Элементарный заряд e - это постоянная величина. Так как из уравнения (2) следует, что зарядовое число Z ядра не изменяется, то заряд q ядра так же не изменяется.
Это соответствует изменению № 3.

2) Определим, как изменится число нуклонов N в ядре при захвате.
Число нуклонов N в ядре равно
\[N = A.\]
Так как из уравнения (1) следует, что массовое число A ядра увеличивается на 1, то число нуклонов N в ядре так же увеличивается на 1.
Это соответствует изменению № 1.
Ответ: 31.

Примечание. В книге неправильный ответ: 32.