ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Квантовая 17.23

[Александр Сакович]

17.23 (21.25). В ядерном реакторе происходит захват ядром альфа-частицы. Как изменяются при этом массовое число ядра и число нейтронов 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 альфа-частицу, где α-частица - это ₂⁴He.
Определим, как изменяются массовое число A ядра и число нейтронов N_n в ядре при захвате.

Теория. Уравнение захвата α-частицы имеет вид
\[{}_{Z}^{A}\text{X}+{}_{2}^{4}\text{He}\to {}_{Z+2}^{A+4}\text{Y}+\gamma .\]
Следовательно, массовое число нового ядра Y равно
\[A_2 = A+4,\ \ \ (1)\]
а зарядовое число нового ядра
\[Z_2 = Z+2.\ \ \ (2)\]

Решение. 1) Определим, как изменится массовое число A ядра при захвате.
Из уравнения (1) следует, что массовое число A ядра увеличивается на 4.
Это соответствует изменению № 1.

2) Определим, как изменится число нейтронов N_n в ядре при захвате.
Число нейтронов N_n равно
\[N_n = A-Z.\]
Из уравнений (1) и (2) следует, что массовое число A ядра увеличивается на 4, а зарядовое число Z увеличивается на 2. Тогда
\[\Delta N_n = 4-2 = 2.\]
Число нейтронов N_n увеличивается на 2.
Это соответствует изменению № 1.
Ответ: 11.

Примечание. В книге неправильный ответ: 23.