Решение: На сколько отличаются количества нейтронов в ядрах урана 92U238 и нептуния 93Ne237?

Условие задачи:

На сколько отличаются количества нейтронов в ядрах урана \(_{92}^{238}U\) и нептуния \(_{93}^{237}Ne\)?

Задача №11.6.2 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(_{92}^{238}U\), \(_{93}^{237}Ne\), \(\Delta N-?\)

Решение задачи:

Исходя из записи химического элемента урана \(_{92}^{238}U\) понятно, что его зарядовое число \(Z_1\) равно 92, а массовое число \(A_1\) равно 238. Аналогично с нептунием \(_{93}^{237}Ne\): его зарядовое число \(Z_2\) равно 93, а массовое число \(A_2\) равно 237.

Зарядовое число \(Z\) — это общее количество всех электронов на электронной оболочке атома или протонов, содержащихся в ядре, данного химического элемента. Это число одинаково для всех изотопов данного химического элемента.

Массовое число \(A\) — это сумма числа протонов и нейтронов, то есть число нуклонов. Так как изотопы отличаются количеством нейтронов в ядре, то массовое число у изотопов данного химического элемента различно.

Исходя из сказанного нетрудно догадаться, что число нейтронов \(N_1\) и \(N_2\) для урана и нептуния соответственно можно определить по формуле:

\[\left\{ \begin{gathered}
{N_1} = {A_1} — {Z_1} \hfill \\
{N_2} = {A_2} — {Z_2} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]

Тогда разницу в количестве нейтронов \(\Delta N\) для указанных ядер урана \(_{92}^{238}U\) и нептуния \(_{93}^{237}Ne\) можно определить по формуле:

\[\Delta N = {N_1} — {N_2}\]

\[\Delta N = {A_1} — {Z_1} — \left( {{A_2} — {Z_2}} \right)\]

Посчитаем численный ответ:

\[\Delta N = 238 — 92 — \left( {237 — 93} \right) = 2\]