Помогите срочно с контрольной по физике

Анализ химического элемента Скандий (Sc, Z=21)

1. Состав ядра:

Атомный номер (Z): 21 (количество протонов)
Массовое число (A): Наиболее стабильный изотоп - 45Sc. Поэтому A = 45 (количество протонов + нейтронов)
Количество протонов (p): Z = 21
Количество нейтронов (n): A - Z = 45 - 21 = 24

Таким образом, ядро наиболее стабильного изотопа скандия 45Sc состоит из 21 протона и 24 нейтронов.

2. Энергия связи ядра:

Энергия связи ядра (Eсвязи) – это энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). Рассчитывается по формуле:

Eсвязи = (Δm) * c² , где:

Δm - дефект массы ядра (разница между массой ядра и суммой масс отдельных нуклонов).
c - скорость света (примерно 3*10^8 м/с)

Для расчёта необходима экспериментальная масса ядра или дефект массы. Значение энергии связи зависит от конкретного изотопа. Для 45Sc энергия связи примерно 392.2 МэВ. Рассчитать это значение точно без использования данных о массе покоя протонов, нейтронов и ядра сложно.

3. Альфа-распад:

Скандий (Sc) не является альфа-радиоактивным элементом. Альфа-распад характерен для тяжелых ядер (обычно с A > 150), в которых энергетически выгодно испускать альфа-частицу (ядро гелия-4, ⁴He).

4. Бета-распад:

Скандий имеет несколько изотопов, подверженных бета-распаду. Бета-распад может быть двух типов:

Бета-минус (β⁻) распад: Нейтрон в ядре превращается в протон, испуская электрон (β⁻-частица) и антинейтрино.
Пример (для гипотетического радиоактивного изотопа): ⁴⁶Sc → ⁴⁶Ti + e⁻ + ν̄ (антинейтрино)
Бета-плюс (β⁺) распад (позитронный распад): Протон в ядре превращается в нейтрон, испуская позитрон (β⁺-частица) и нейтрино.
Пример (для гипотетического радиоактивного изотопа): ⁴³Sc → ⁴³Ca + e⁺ + ν (нейтрино)

5. Ядерная реакция:

Скандий может участвовать в различных ядерных реакциях. Вот несколько примеров:

Облучение нейтронами: Скандий-45 (⁴⁵Sc) может захватывать нейтроны, образуя более тяжелый изотоп:
⁴⁵Sc + n → ⁴⁶Sc
Реакции с участием протонов, дейтронов, альфа-частиц и т.д. Например:
⁴⁵Sc + p → ⁴⁵Ti + n (протонная реакция, образуется Титан-45)
⁴⁵Sc + d → ⁴⁶Sc + p (реакция с дейтроном)

Эти реакции используются для получения радиоизотопов, изучения структуры ядра и в других областях ядерной физики и техники. Например, изотоп скандия ⁴⁶Sc используется в медицине и промышленности.