{"id":"fizyka-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/12.2","paper_id":"fizyka-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"12.2","points":3,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12.2. (0-3)\nUzupełnij trzy poniższe równania reakcji rozszczepienia ciężkich jąder atomowych.\nWpisz w wykropkowane miejsca właściwe liczby atomowe, liczby masowe, symbol\npierwiastka oraz liczbę emitowanych neutronów.\n1) 0\n1n + 92\n235U → 56\n144Ba + …\n89Kr + … 0\n1n\n2) 0\n1n + 92\n235U → …\n… … + 38\n94Sr + 2 0\n1n\n3) 0\n1n + …\n… … → 56\n144Ba + 38\n94Sr + 2 0\n1n","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12.2. (0-3)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Znajomość i umiejętność\nwykorzystania pojęć i praw fizyki\ndo wyjaśniania procesów i zjawisk\nw przyrodzie.\nZdający: 3.5) (P) opisuje reakcje jądrowe,\nstosując zasadę zachowania liczby nukleonów\ni zasadę zachowania ładunku oraz zasadę\nzachowania energii.\nSchemat punktowania\n3 p. - prawidłowe uzupełnienie trzech reakcji.\n2 p. - prawidłowe uzupełnienie dwóch reakcji.\n1 p. - prawidłowe uzupełnienie jednej reakcji.\n0 p. - brak spełnienia powyższych kryteriów.\nPoprawne rozwiązanie\n1) 0\n1n + 92\n235U → 56\n144Ba + 36\n89Kr + 3 0\n1n\n2) 0\n1n + 92\n235U → 54\n140Xe + 38\n94Sr + 2 0\n1n\n3) 0\n1n + 94\n239Pu → 56\n144Ba + 38\n94Sr + 2 0\n1n","solution":"## Poprawna odpowiedz\n\nTrzy uzupelnione rownania reakcji rozszczepienia (zasada zachowania liczby nukleonow A i liczby atomowej Z):\n\n**Rownanie 1** - rozszczepienie \\({}^{235}_{92}\\text{U}\\):\n\\[{}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{235}_{92}\\text{U} \\rightarrow {}^{144}_{56}\\text{Ba} + {}^{89}_{36}\\text{Kr} + 3\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\]\n(uzupelniamy: liczba atomowa Kr = 36 oraz liczba emitowanych neutronow = 3)\n\n**Rownanie 2** - rozszczepienie \\({}^{235}_{92}\\text{U}\\):\n\\[{}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{235}_{92}\\text{U} \\rightarrow {}^{140}_{54}\\text{Xe} + {}^{94}_{38}\\text{Sr} + 2\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\]\n(uzupelniamy: brakujace jadro to ksenon \\({}^{140}_{54}\\text{Xe}\\))\n\n**Rownanie 3** - rozszczepienie \\({}^{239}_{94}\\text{Pu}\\):\n\\[{}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{239}_{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{144}_{56}\\text{Ba} + {}^{94}_{38}\\text{Sr} + 2\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\]\n(uzupelniamy: bombardowane jadro to pluton \\({}^{239}_{94}\\text{Pu}\\))\n\n## Sposob 1 - Zasady zachowania: liczba masowa (A) i atomowa (Z)\n\nW kazdej reakcji jadrowej spelnione sa jednoczesnie dwa prawa zachowania:\n- liczba masowa: \\(\\sum A_{\\text{lewa}} = \\sum A_{\\text{prawa}}\\)\n- liczba atomowa (ladunek): \\(\\sum Z_{\\text{lewa}} = \\sum Z_{\\text{prawa}}\\)\n\nNeutron \\({}^{1}_{0}\\text{n}\\): \\(A = 1\\), \\(Z = 0\\).\n\n### Rownanie 1: \\({}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{235}_{92}\\text{U} \\rightarrow {}^{144}_{56}\\text{Ba} + {}^{89}_{Z}\\text{Kr} + k\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\)\n\nZachowanie A: \\(1 + 235 = 144 + 89 + k \\cdot 1 \\Rightarrow 236 = 233 + k \\Rightarrow k = 3\\).\n\nZachowanie Z: \\(0 + 92 = 56 + Z + 3 \\cdot 0 \\Rightarrow Z = 36\\) (krypton Kr).\n\n> Wynik: \\({}^{89}_{36}\\text{Kr}\\), liczba neutronow \\(k = 3\\).\n\n### Rownanie 2: \\({}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{235}_{92}\\text{U} \\rightarrow {}^{A}_{Z}\\text{X} + {}^{94}_{38}\\text{Sr} + 2\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\)\n\nZachowanie A: \\(1 + 235 = A + 94 + 2 \\cdot 1 \\Rightarrow 236 = A + 96 \\Rightarrow A = 140\\).\n\nZachowanie Z: \\(0 + 92 = Z + 38 + 0 \\Rightarrow Z = 54\\) (ksenon Xe).\n\n> Wynik: \\({}^{140}_{54}\\text{Xe}\\).\n\n### Rownanie 3: \\({}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{A}_{Z}\\text{X} \\rightarrow {}^{144}_{56}\\text{Ba} + {}^{94}_{38}\\text{Sr} + 2\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\)\n\nZachowanie A: \\(1 + A = 144 + 94 + 2 \\Rightarrow 1 + A = 240 \\Rightarrow A = 239\\).\n\nZachowanie Z: \\(0 + Z = 56 + 38 + 0 \\Rightarrow Z = 94\\) (pluton Pu).\n\n> Wynik: \\({}^{239}_{94}\\text{Pu}\\).\n\n## Sposob 2 - Metoda bilansu deficytow (szybka technika egzaminacyjna)\n\n| Row. | Lewa A | Lewa Z | Znane produkty (A; Z) | Wynik szukany |\n| 1 | 236 | 92 | Ba-144 (144; 56), Kr-89 (89; 36) | k = 3 neutrony |\n| 2 | 236 | 92 | Sr-94 (94; 38), 2 neutrony (2; 0) | jadro: A=140, Z=54 -> Xe |\n| 3 | 240 (= 1 + A_Pu) | Z_Pu | Ba-144 (144; 56), Sr-94 (94; 38), 2n (2; 0) | jadro bombardowane: A=239, Z=94 -> Pu |\n\nW kazdym rownaniu brakujaca wielkosc liczymy jako roznice sumy lewej strony i znanych skladnikow prawej.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> 📋 **Schemat punktowania CKE (zadanie 12.2, 0-3 pkt):**\n> - **3 pkt** - prawidlowe uzupelnienie trzech reakcji.\n> - **2 pkt** - prawidlowe uzupelnienie dwoch reakcji.\n> - **1 pkt** - prawidlowe uzupelnienie jednej reakcji.\n> - **0 pkt** - brak spelnienia powyzszych kryteriow.\n>\n> **Poprawne rozwiazanie CKE:**\n> 1) \\({}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{235}_{92}\\text{U} \\rightarrow {}^{144}_{56}\\text{Ba} + {}^{89}_{36}\\text{Kr} + 3\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\)\n> 2) \\({}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{235}_{92}\\text{U} \\rightarrow {}^{140}_{54}\\text{Xe} + {}^{94}_{38}\\text{Sr} + 2\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\)\n> 3) \\({}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{239}_{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{144}_{56}\\text{Ba} + {}^{94}_{38}\\text{Sr} + 2\\,{}^{1}_{0}\\text{n}\\)\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ uzyc\n\n> 📖 **Karta wzorow CKE - reakcje jadrowe:**\n> Notacja jadrowa \\({}^{A}_{Z}\\text{X}\\), zachowanie liczby masowej A oraz liczby atomowej Z. Uklad okresowy (na karcie/osobno) do odczytu symbolu z Z:\n> - \\(Z = 36\\) -> Kr (krypton)\n> - \\(Z = 54\\) -> Xe (ksenon)\n> - \\(Z = 94\\) -> Pu (pluton)\n> - \\(Z = 56\\) -> Ba (bar), \\(Z = 38\\) -> Sr (stront).\n\n## Typowe pulapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Pulapka 1 - neutron ma A = 1, ale Z = 0.** Przy bilansie liczby masowej kazdy emitowany neutron liczy sie jako 1; przy bilansie Z neutron nie wnosi nic.\n\n> ⚠️ **Pulapka 2 - mylenie A z Z w zapisie symbolu.** Konwencja: liczba atomowa Z na dole, liczba masowa A na gorze, np. \\({}^{140}_{54}\\text{Xe}\\).\n\n> ⚠️ **Pulapka 3 - brak weryfikacji obu bilansow.** Po obliczeniu A i Z zawsze sprawdz, czy OBA bilanse (A i Z) sa spelnione jednoczesnie.\n\n> ⚠️ **Pulapka 4 - symbol pierwiastka z glowy zamiast z ukladu.** Kr, Xe, Pu - zawsze odczytaj symbol z ukladu okresowego, nie zgaduj.","image":"img/fizyka-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-12.2.webp","solution_image":null,"topics":"Fizyka współczesna","page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 12.2. (0-3)
Uzupełnij trzy poniższe równania reakcji rozszczepienia ciężkich jąder atomowych.
Wpisz w wykropkowane miejsca właściwe liczby atomowe, liczby masowe, symbol
pierwiastka oraz liczbę emitowanych neutronów.

\n
  1. 0
\n

1n + 92
235U → 56
144Ba + …
89Kr + … 0
1n

\n
  1. 0
\n

1n + 92
235U → …
… … + 38
94Sr + 2 0
1n

\n
  1. 0
\n

1n + …
… … → 56
144Ba + 38
94Sr + 2 0
1n

","answer_text_html":"

Zadanie 12.2. (0-3)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
I. Znajomość i umiejętność
wykorzystania pojęć i praw fizyki
do wyjaśniania procesów i zjawisk
w przyrodzie.
Zdający: 3.5) (P) opisuje reakcje jądrowe,
stosując zasadę zachowania liczby nukleonów
i zasadę zachowania ładunku oraz zasadę
zachowania energii.
Schemat punktowania
3 p. - prawidłowe uzupełnienie trzech reakcji.
2 p. - prawidłowe uzupełnienie dwóch reakcji.
1 p. - prawidłowe uzupełnienie jednej reakcji.
0 p. - brak spełnienia powyższych kryteriów.
Poprawne rozwiązanie

\n
  1. 0
\n

1n + 92
235U → 56
144Ba + 36
89Kr + 3 0
1n

\n
  1. 0
\n

1n + 92
235U → 54
140Xe + 38
94Sr + 2 0
1n

\n
  1. 0
\n

1n + 94
239Pu → 56
144Ba + 38
94Sr + 2 0
1n

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedz

\n

Trzy uzupelnione rownania reakcji rozszczepienia (zasada zachowania liczby nukleonow A i liczby atomowej Z):

\n

Rownanie 1 - rozszczepienie 92235U:

\n
01n+92235U→56144Ba+3689Kr+301n
\n

(uzupelniamy: liczba atomowa Kr = 36 oraz liczba emitowanych neutronow = 3)

\n

Rownanie 2 - rozszczepienie 92235U:

\n
01n+92235U→54140Xe+3894Sr+201n
\n

(uzupelniamy: brakujace jadro to ksenon 54140Xe)

\n

Rownanie 3 - rozszczepienie 94239Pu:

\n
01n+94239Pu→56144Ba+3894Sr+201n
\n

(uzupelniamy: bombardowane jadro to pluton 94239Pu)

\n

Sposob 1 - Zasady zachowania: liczba masowa (A) i atomowa (Z)

\n

W kazdej reakcji jadrowej spelnione sa jednoczesnie dwa prawa zachowania:

\n\n

Neutron 01n: A=1, Z=0.

\n
Rownanie 1: 01n+92235U→56144Ba+Z89Kr+k01n
\n

Zachowanie A: 1+235=144+89+k·1⇒236=233+k⇒k=3.

\n

Zachowanie Z: 0+92=56+Z+3·0⇒Z=36 (krypton Kr).

\n
Wynik: 3689Kr, liczba neutronow k=3.
\n
Rownanie 2: 01n+92235U→ZAX+3894Sr+201n
\n

Zachowanie A: 1+235=A+94+2·1⇒236=A+96⇒A=140.

\n

Zachowanie Z: 0+92=Z+38+0⇒Z=54 (ksenon Xe).

\n
Wynik: 54140Xe.
\n
Rownanie 3: 01n+ZAX→56144Ba+3894Sr+201n
\n

Zachowanie A: 1+A=144+94+2⇒1+A=240⇒A=239.

\n

Zachowanie Z: 0+Z=56+38+0⇒Z=94 (pluton Pu).

\n
Wynik: 94239Pu.
\n

Sposob 2 - Metoda bilansu deficytow (szybka technika egzaminacyjna)

\n

| Row. | Lewa A | Lewa Z | Znane produkty (A; Z) | Wynik szukany |
| 1 | 236 | 92 | Ba-144 (144; 56), Kr-89 (89; 36) | k = 3 neutrony |
| 2 | 236 | 92 | Sr-94 (94; 38), 2 neutrony (2; 0) | jadro: A=140, Z=54 -> Xe |
| 3 | 240 (= 1 + A_Pu) | Z_Pu | Ba-144 (144; 56), Sr-94 (94; 38), 2n (2; 0) | jadro bombardowane: A=239, Z=94 -> Pu |

\n

W kazdym rownaniu brakujaca wielkosc liczymy jako roznice sumy lewej strony i znanych skladnikow prawej.

\n

Schemat oceniania CKE

\n
📋 Schemat punktowania CKE (zadanie 12.2, 0-3 pkt):
- 3 pkt - prawidlowe uzupelnienie trzech reakcji.
- 2 pkt - prawidlowe uzupelnienie dwoch reakcji.
- 1 pkt - prawidlowe uzupelnienie jednej reakcji.
- 0 pkt - brak spelnienia powyzszych kryteriow.

Poprawne rozwiazanie CKE:
1) 01n+92235U→56144Ba+3689Kr+301n
2) 01n+92235U→54140Xe+3894Sr+201n
3) 01n+94239Pu→56144Ba+3894Sr+201n
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ uzyc

\n
📖 Karta wzorow CKE - reakcje jadrowe:
Notacja jadrowa ZAX, zachowanie liczby masowej A oraz liczby atomowej Z. Uklad okresowy (na karcie/osobno) do odczytu symbolu z Z:
- Z=36 -> Kr (krypton)
- Z=54 -> Xe (ksenon)
- Z=94 -> Pu (pluton)
- Z=56 -> Ba (bar), Z=38 -> Sr (stront).
\n

Typowe pulapki i uwaga

\n
⚠️ Pulapka 1 - neutron ma A = 1, ale Z = 0. Przy bilansie liczby masowej kazdy emitowany neutron liczy sie jako 1; przy bilansie Z neutron nie wnosi nic.
\n
⚠️ Pulapka 2 - mylenie A z Z w zapisie symbolu. Konwencja: liczba atomowa Z na dole, liczba masowa A na gorze, np. 54140Xe.
\n
⚠️ Pulapka 3 - brak weryfikacji obu bilansow. Po obliczeniu A i Z zawsze sprawdz, czy OBA bilanse (A i Z) sa spelnione jednoczesnie.
\n
⚠️ Pulapka 4 - symbol pierwiastka z glowy zamiast z ukladu. Kr, Xe, Pu - zawsze odczytaj symbol z ukladu okresowego, nie zgaduj.
"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"
  1. \\ce01n+92235U−>56144Ba+3689Kr+301n
  2. \\ce01n+92235U−>54140Xe+3894Sr+201n
  3. \\ce01n+94239Pu−>56144Ba+3894Sr+201n
"}]}