Emelt szintű érettségi 2008. május 14., 11. tesztfeladat

A radioaktív urán bomlása során egy $\mathrm{{}^{238}_{\ \ 92}U}$ magból $\mathrm{{}^{206}_{\ \ 82}Pb}$ atommag keletkezik. A folyamatban 8 \(\boldsymbol{\alpha }\)‑bomlás és néhány \(\boldsymbol{\beta^-}\)‑bomlás valósul meg. Hány \(\boldsymbol{\beta^-}\)‑bomlás zajlott a folyamatban?

 A)  $6$ 

 B)  $8$

 C)  $16$ 

 D)  $32$ 

 A)  $6$ 

 B)  $8$

 C)  $16$ 

 D)  $32$ 

Egy \(\alpha\)-bomlás során (mivel egy 2 protont és 2 neutront tartalmazó alfa-részecske lép ki a magból) a tömegszám 4‑gyel csökken, a rendszám pedig 2‑vel, \(\beta^-\)-bomlásnál pedig (mivel a nukleonok szempontjából nézve egy neutron protonná alakul át) az \(A\) tömegszám változatlan marad, a \(Z\) rendszám pedig eggyel nő:
 

 \(A\)\(Z\)
\(\boldsymbol{\alpha}\)-bomlás\(A\ \to \ A-4\)\(Z\ \to \ Z-2\)
\(\boldsymbol{\beta^-}\)-bomlás\(A\ \to \ A\)\(Z\ \to \ Z+1\)

A 8 darab alfa-bomlás a tömegszámot \(8\cdot 4=32\) értékkel csökkenti, ami meg is valósul (hisz 238-ról 206-ra változik), emellett a rendszámot \(8\cdot 2=16\) értékkel csökkenti, ami alapján a rendszámnak 92-ről 76-ra kellene változnia. De végül 82-re változik, ami azt jelenti, hogy a béta-bomlásoknak 6-tal növelnie kell a rendszámot. Mivel egy béta-bomlés eggyel növeli a rendszámot, ezért 6 darab béta-bomlás kell még, hogy végül \(Z=82\) legyen a rendszám.  

Végül egy apró stilisztikai megjegyzés: a feladat bevezető szövegében az igeidők nincsenek egyeztetve (keletkezik, valósul meg, zajlott).