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En utilisant l’équation suivante, quel type de rayonnement ionisant, x, a été utilisé pour bombarder le béryllium 9 et aider James Chadwick à la découverte du neutron en 1932 ? (A) Des positrons, (B) des rayons 𝛾 (C) des particules 𝛽 ou (D) des particules 𝛼.
La question nous dit que nous avons affaire au bombardement, le processus par lequel un noyau est bombardé de petites particules pour former un plus grand noyau. Dans l’équation donnée, le béryllium 9 est bombardé par un rayonnement inconnu x pour former un plus grand noyau de carbone 12 ainsi qu’un neutron. Nous découvrirons l’identité du rayonnement ionisant x en utilisant la notation des nucléides, où x est le symbole chimique du noyau ou de la particule, A est le nombre de masse et Z est le nombre de protons pour les noyaux ou la charge pour les particules.
Nous utiliserons également les informations selon lesquelles dans une équation nucléaire, les réactifs et les produits doivent être égaux en nombre total de masses et en nombre total de protons. Comparons d’abord le nombre total de masse des réactifs et des produits pour déterminer le nombre de masse de la radiation ionisante x. Bien que nous ne connaissions pas le nombre de masse de x, nous savons que le nombre de masse de béryllium 9 est neuf. Et les nombres de masse de nos produits sont 12 pour le carbone 12 et un pour le neutron.
Nous pouvons calculer le nombre total de masse des produits en faisant la somme de nos nombres de masse 12 et un, qui est égale à 13. Cela signifie que le nombre total de masse des réactifs est également égal de 13. Ainsi, nous pouvons calculer le nombre de masse du rayonnement ionisant x en soustrayant neuf du nombre de masse total, ce qui nous donne le nombre de masse manquant égal à quatre. Ainsi, pour que le nombre de masse total des réactifs soit égal au nombre de masse total des produits, le rayonnement ionisant x doit avoir un nombre de masse de quatre.
Répétons ce processus pour le nombre total de protons. Commençons par les produits où nous savons que le nombre total de protons sera égal au nombre de protons dans le carbone 12 plus la charge d’un neutron, qui est zéro. Par conséquent, le nombre total de protons dans les produits est de six plus zéro, ce qui équivaut à six. Nous savons que le nombre total de protons dans les réactifs doit également être égal à six. Ainsi, nous pouvons déterminer le nombre de protons dans le rayonnement ionisant x en utilisant le nombre de protons dans notre réactif, le béryllium 9, qui est quatre, que nous pouvons soustraire du nombre total de protons pour trouver le nombre de protons dans x. Si nous faisons six moins quatre, nous constatons que le rayonnement ionisant x contient deux protons.
Nous avons maintenant le nombre de masse et le nombre de protons pour le rayonnement ionisant x. Alors maintenant, regardons les choix de réponses pour identifier le type de rayonnement qui a été utilisé. Choix de réponse (A) les positrons en notation de nucléides sont représentés par le symbole d’un électron avec un nombre de masse nul et une charge de plus un. Nous pouvons éliminer le choix de réponse (A).
Choix de réponse (B) les rayons 𝛾 sont représentés par le symbole 𝛾 et sont des rayons d’énergie, pas des particules, et donc n’ont pas de masse et ni de charge. Nous pouvons éliminer le choix de réponse (B). Choix de réponse (C) les particules 𝛽 sont représentées à l’aide du symbole d’un électron avec un nombre de masse nul et une charge de moins un. Nous pouvons également éliminer le choix de réponse (C).
Choix de réponse (D) les particules 𝛼 sont représentées à l’aide du symbole chimique de l’hélium, He, car elles sont identiques à un noyau d’hélium de masse quatre et contenant deux protons. Nous pouvons voir que les particules 𝛼 ont le même nombre de masse et le même nombre de protons que le rayonnement ionisant x. Par conséquent, le type de rayonnement ionisant utilisé pour bombarder le béryllium 9 et aider James Chadwick à la découverte du neutron en 1932 sont (D) les particules 𝛼.
