فيديو السؤال: تحديد المعادلة الصحيحة لاضمحلال بيتا الذي يحدث للنبتونيوم-‪239‬‏ الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي المعادلات الآتية تمثل اضمحلال ‪𝛽‬‏ الذي يحدث للنبتونيوم-239؟ أ: 239 93 Np يكون 235 95 Am زائد صفر سالب واحد ‪e‬‏ زائد أربعة اثنين ‪He‬‏؟ أم ب: 239 93 Np زائد صفر سالب واحد ‪e‬‏ يكون 239 94 Pu؟ أم ج: 239 93 Np زائد صفر سالب واحد ‪e‬‏ يكون 239 93 Np؟ أم د: 239 93 Np يكون 239 94 Pu زائد صفر سالب واحد ‪e‬‏؟ أم هـ: 239 93 Np يكون 239 92 U زائد صفر سالب واحد ‪e‬‏؟

للإجابة عن هذا السؤال، علينا معرفة ما بداخل نواة النبتونيوم-239 وما الذي يحدث أثناء اضمحلال ‪𝛽‬‏. بعد ذلك، يمكننا تطبيق معادلة التفاعلات النووية لتحديد العدد ‪𝑍‬‏ والعدد ‪𝐴‬‏ للنواتج. بداية، ما الذي يوجد في نواة النبتونيوم-239؟ النبتونيوم هو العنصر 93. إذن، عدد ‪𝑍‬‏ له يساوي 93. وعلمنا من السؤال أنه النبتونيوم-239. إذن، عدده الكتلي هو239. هذا يعني أن قيمة ‪𝐴‬‏ تساوي 239، وهو إجمالي عدد البروتونات والنيوترونات في النواة. يمكننا إذن كتابة النبتونيوم-239 على الصورة‪:‬‏239 93 Np.

بعد ذلك، ماذا يحدث أثناء اضمحلال ‪𝛽‬‏؟ أثناء اضمحلال ‪𝛽‬‏، ينطلق جسيم ‪𝛽‬‏. وجسيم ‪𝛽‬‏ هو في الأساس إلكترون. هذا الجسيم له ‪𝑍‬‏ يساوي سالب واحد و‪𝐴‬‏ يساوي صفرًا؛ حيث إنه جسيم سالب الشحنة ذو كتلة صغيرة جدًّا مقارنة بالبروتونات والنيوترونات. إذن، يمكن استخدام الرمز صفر سالب واحد ‪e‬‏. ونظرًا لانطلاق جسيم ‪𝛽‬‏، فإنه يجب أن يكون في طرف النواتج من المعادلة، وليس في طرف المتفاعلات. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيارين ب، ج من كونهما الإجابة الصحيحة لهذا السؤال.

يمكننا الآن تطبيق معادلة التفاعلات النووية. بالنسبة إلى ‪𝑍‬‏، نحصل على هذه المعادلة؛ حيث ‪𝑍‬‏ للنواتج يساوي ‪𝑍‬‏ للمتفاعلات. ومن ثم، فإن ‪𝑍‬‏ للنظير الجديد زائد ‪𝑍‬‏ لجسيم ‪𝛽‬‏ يساوي ‪𝑍‬‏ للنبتونيوم-239. نحن نعرف قيمة ‪𝑍‬‏ لكل من جسيم ‪𝛽‬‏ والنبتونيوم-239. لذا، علينا إعادة ترتيب المعادلة لنجعل ‪𝑍‬‏ للنظير الجديد في طرف بمفرده. إذا أعدنا ترتيب المعادلة وعوضنا بالقيمتين اللتين لدينا، فسنجد أن قيمة ‪𝑍‬‏ للنظير الجديد هي 94. من بين خيارات الإجابة التي لم نستبعدها بعد، نجد أن الخيار الوحيد الذي قيمة ‪𝑍‬‏ فيه تساوي 94 للنظير الجديد هو الخيار د. إذن، لا بد أن يكون الخيار د هو الإجابة الصحيحة لهذا السؤال؛ حيث يكون النظير الجديد هو البلوتونيوم.

لكن من أجل استكمال الحل، دعونا نحسب قيمة ‪𝐴‬‏؛ أي عدد الجسيمات في النواة. إذا عوضنا بقيمتي ‪𝐴‬‏ المعلومتين، فسنحصل على القيمة 239. ومن ثم، فإن الناتج هوالبلوتونيوم-239. وعليه، فإن المعادلة التي تمثل اضمحلال ‪𝛽‬‏ للنبتونيوم-239 هي الخيار د: 239 93 Np يكون 239 94 Pu زائد صفر سالب واحد ‪e‬‏.