Решение
Дано:
Ядро захватывает электрон из электронной оболочки атома.
Найти:
как изменяются масса ядра и число протонов?
Решение:
Ядро состоит из протонов ($p^+$) и нейтронов ($n^0$). Электрон имеет заряд $-e$ и массу $m_e \approx 9{,}1 \cdot 10^{-31}\text{ кг}$, которая хотя и мала, но не равна нулю.
При захвате электрона протон и электрон аннигилируют в нейтрон:
$$p^+ + e^- \rightarrow n^0 + \nu_e$$
(электронный захват — разновидность $\beta$-распада).
Анализируем изменения:
1. Число протонов: один протон превратился в нейтрон, значит число протонов (зарядовое число) уменьшилось на 1:
$$Z \rightarrow Z - 1$$
2. Масса ядра: к ядру присоединился электрон, обладающий ненулевой массой, поэтому масса ядра увеличилась. Массовое число $A$ при этом не изменяется (нейтрон вместо протона — суммарное число нуклонов то же), но фактическая масса ядра чуть возросла на $m_e$.
Таким образом: масса ядра увеличилась (вариант 1), число протонов уменьшилось (вариант 2) → ответ 12.
