В результате столкновения нейтрона с ядром ¹⁶₈O наблюдается испускание дейтерия. Какое ядро возникает в результате этой реакции?

В результате столкновения нейтрона с ядром кислорода $\,^{16}_{8}\mathrm{O}$, сопровождающегося испусканием дейтерия, образуется ядро азота $\,^{15}_{7}\mathrm{N}$.

Для определения неизвестного ядра воспользуемся законами сохранения массового числа и электрического заряда при ядерных реакциях.

1. Запишем уравнение ядерной реакции:

Здесь:

• $\,^{16}_{8}\mathrm{O}$ — ядро кислорода с массовым числом 16 и зарядовым числом 8;

• $\,^{1}_{0}\mathrm{n}$ — нейтрон;

• $\,^{2}_{1}\mathrm{H}$ — дейтерий (ядро тяжёлого водорода, состоящее из одного протона и одного нейтрона);

• $\,^{A}_{Z}\mathrm{X}$ — неизвестное ядро.

2. Определим массовое число неизвестного ядра.

Согласно закону сохранения массового числа:

Отсюда:

3. Определим зарядовое число неизвестного ядра.

Согласно закону сохранения электрического заряда:

Следовательно:

Элемент с порядковым номером 7 в периодической таблице — азот (N).

4. Запишем окончательное уравнение реакции:

Проверка:

• Массовые числа: $16+1=15+2=17$.

• Зарядовые числа: $8+0=7+1=8$.

Оба закона сохранения выполняются.

Ответ: в результате реакции образуется ядро изотопа азота-15 ($\,^{15}_{7}\mathrm{N}$), содержащее 7 протонов и 8 нейтронов.