Разбор, Физика

Радиоактивные превращения и ядерные реакции: как составить уравнение

Уравнение ядерной реакции или радиоактивного распада составляют по одному правилу: сумма массовых чисел и сумма зарядовых чисел слева и справа должны быть равны. С его помощью находят неизвестную частицу, новое ядро и число альфа- и бета-распадов в цепочке. Ниже таблица частиц, три разобранных примера и список типичных ошибок.

9 класс, ОГЭчитать около 5 минобновлено 18 октября 2026

Какое правило нужно, чтобы дописать любое уравнение ядерной реакции?

Коротко. В ядерной реакции и в радиоактивном распаде сумма массовых чисел (верхние индексы) и сумма зарядовых чисел (нижние индексы) слева равны тем же суммам справа. Неизвестную частицу находят вычитанием, а название элемента определяют по зарядовому числу.

Ядро записывают в виде ^A_ZX: A - массовое число (сколько в ядре протонов и нейтронов вместе), Z - зарядовое число (сколько протонов), X - символ элемента. В уравнении эти два числа сохраняются, как сохраняется общее число предметов при пересыпании из одной коробки в другие: сколько было, столько и должно остаться, меняется только распределение.

Чтобы пользоваться правилом, нужно знать запись частиц, которые чаще всего встречаются в уравнениях.

Частица	Запись	Массовое число A	Зарядовое число Z
Альфа-частица (ядро гелия)	⁴₂He	4	2
Электрон (бета-частица)	⁰₋₁e	0	−1
Протон	¹₁H	1	1
Нейтрон	¹₀n	1	0
Гамма-квант	⁰₀γ	0	0

Что происходит с ядром при альфа-, бета- и гамма-распаде?

Радиоактивный распад - это самопроизвольное превращение неустойчивого ядра, при котором оно испускает частицу или излучение. Три вида распада удобно держать в одной таблице.

Вид распада	Что вылетает	Как меняются A и Z	Пример
Альфа	альфа-частица ⁴₂He	A уменьшается на 4, Z на 2	²³⁸₉₂U → ²³⁴₉₀Th + ⁴₂He
Бета	электрон ⁰₋₁e	A не меняется, Z растёт на 1	⁶⁰₂₇Co → ⁶⁰₂₈Ni + ⁰₋₁e
Гамма	гамма-квант	A и Z не меняются	ядро переходит в состояние с меньшей энергией

Почему при бета-распаде зарядовое число растёт? Внутри ядра нейтрон превращается в протон и испускает электрон (вместе с ним вылетает ещё очень лёгкая нейтральная частица, антинейтрино, её в школьных уравнениях обычно не пишут). Число нуклонов не изменилось, а протонов стало на один больше. По правилу сохранения заряда: Z_до = Z_после + (−1), откуда Z_после = Z_до + 1.

Пример 1: как найти неизвестную частицу в реакции?

Задача. Ядро бора облучают нейтронами: ¹⁰₅B + ¹₀n → ⁷₃Li + X. Какая частица X образуется?

Решение. Массовые числа: слева 10 + 1 = 11, справа 7 + A_X, откуда A_X = 11 − 7 = 4. Зарядовые числа: слева 5 + 0 = 5, справа 3 + Z_X, откуда Z_X = 5 − 3 = 2. Частица с A = 4 и Z = 2 - альфа-частица ⁴₂He.

Ответ: X - альфа-частица.

Порядок всегда один: сначала сумма верхних чисел слева, затем вычитание известных верхних чисел справа, потом то же самое с нижними. Только после этого смотрим в таблицу частиц или в таблицу Менделеева.

Пример 2: какое ядро получится после альфа- или бета-распада?

Задача А. Ядро полония ²¹⁰₈₄Po испытывает альфа-распад. Запиши уравнение.

Решение. Массовое число: 210 − 4 = 206. Зарядовое число: 84 − 2 = 82. По таблице Менделеева элемент с Z = 82 - свинец.

Ответ: ²¹⁰₈₄Po → ²⁰⁶₈₂Pb + ⁴₂He. Проверка: 206 + 4 = 210 и 82 + 2 = 84.

Задача Б. Ядро кобальта ⁶⁰₂₇Co испытывает бета-распад: ⁶⁰₂₇Co → X + ⁰₋₁e. Найди X.

Решение. Массовое число: 60 = A_X + 0, значит A_X = 60. Зарядовое число: 27 = Z_X + (−1), значит Z_X = 27 + 1 = 28, это никель. Нейтронов было 60 − 27 = 33, стало 60 − 28 = 32: один нейтрон превратился в протон.

Ответ: X - ядро никеля ⁶⁰₂₈Ni.

Пример 3: сколько альфа- и бета-распадов превращают уран-238 в свинец-206?

В радиоактивном семействе ядро распадается много раз подряд. Число распадов не нужно искать перебором: у альфа- и бета-распада разные «следы» в массовом числе.

Задача. Ядро ²³⁸₉₂U в результате цепочки альфа- и бета-распадов превращается в ядро ²⁰⁶₈₂Pb. Сколько было альфа- и бета-распадов?

Массовое число меняет только альфа-распад (на 4). Значит, число альфа-распадов равно (238 − 206) : 4 = 32 : 4 = 8.
Восемь альфа-распадов уменьшают зарядовое число на 8 × 2 = 16: 92 − 16 = 76.
Нужно получить 82, а не 76. Каждый бета-распад увеличивает Z на 1, поэтому бета-распадов 82 − 76 = 6.

Проверка. Массовое число: 238 − 8 × 4 = 206. Зарядовое число: 92 − 8 × 2 + 6 = 82. Оба числа сошлись.

Ответ: 8 альфа-распадов и 6 бета-распадов.

Какие ошибки чаще всего делают в уравнениях ядерных реакций?

Вычитают единицу из зарядового числа при бета-распаде. Электрон имеет Z = −1, поэтому у нового ядра Z на единицу больше.
Думают, что бета-распад меняет массовое число. У электрона массовое число A = 0, поэтому A ядра остаётся прежним.
Прибавляют числа вылетевшей частицы вместо вычитания. Если ядро испустило частицу, числа ядра-остатка меньше исходных.
Определяют элемент по массовому числу. Элемент задаёт только зарядовое число: два ядра с одним A, но разными Z - это разные элементы.

Частая ошибка. Считают, что электроны, вылетающие при бета-распаде, «сидели» в ядре. В ядре только протоны и нейтроны; электрон рождается в момент превращения нейтрона в протон.

Как проверить уравнение за полминуты и что делать дальше?

Любое готовое уравнение проверяется двумя сложениями: сумма верхних чисел слева должна совпасть с суммой верхних чисел справа, и то же самое для нижних. Если хотя бы одно сложение не сошлось, в уравнении ошибка. В цепочке распадов после решения подставь найденные числа распадов обратно в массовое и зарядовое числа, как в примере 3.

Тот же приём «сколько было, столько и осталось» работает в разборе закона сохранения импульса, только там сохраняется другая величина.

Чтобы закрепить, пройди тесты про строение атома и радиоактивность и про ядерные реакции и период полураспада, а ошибки потом можно разобрать с ИИ-репетитором в кабинете VortexLearn.

Проверь себя

Ядро радона ²²²₈₆Rn испытало альфа-распад. Какое ядро образовалось?

Ядро фосфора ³²₁₅P испытало бета-распад (вылетел электрон). Какое ядро образовалось?

Ядро тория ²³²₉₀Th испытало три альфа-распада и два бета-распада. Какое ядро получилось?

Частые вопросы

Чему равны массовое и зарядовое числа электрона в уравнении бета-распада?

У электрона в уравнении ядерной реакции массовое число равно 0, а зарядовое число равно −1. Поэтому при бета-распаде массовое число ядра не меняется, а зарядовое число ядра увеличивается на 1.

Почему при бета-распаде зарядовое число ядра увеличивается на единицу?

При бета-распаде один нейтрон ядра превращается в протон, а электрон вылетает из ядра. Число нуклонов остаётся прежним, а протонов становится на один больше, поэтому зарядовое число ядра растёт на 1.

Как найти число альфа- и бета-распадов в цепочке превращений?

Сначала по разности массовых чисел находят число альфа-распадов: оно равно изменению массового числа, делённому на 4. Затем считают, на сколько альфа-распады уменьшили зарядовое число, и недостающую разницу восполняют бета-распадами, каждый из которых увеличивает зарядовое число на 1.

Где потренироваться после этой темы?

Пройди тесты на сайте по строению атома и радиоактивности и по ядерным реакциям и периоду полураспада. В кабинете VortexLearn есть тренажёр заданий и ИИ-репетитор, который объяснит ошибку другими словами. Демо бесплатное, регистрация нужна для кабинета.

Читай дальше

Материалы подготовлены с помощью ИИ и проверены автоматически: все вычисления пересчитаны программой, а ответы сверены независимым решением. Если нашёл ошибку или неточность, напиши на vortexlearn.offical@gmail.com - исправим.