Nuclear

El    emite una partícula beta y se transforma en polonio que, a su vez, emite una partícula alfa y se transforma en plomo.

a) Escriba las reacciones de desintegración descritas.

b) Si el periodo de semidesinitegración del  es de 5 días, calcule cuántos núcleos se han desintegrado al cabo de 10 días si inicialmente se tenía un mol de átomos de ese elemento.

Na = 6,02 . 10²³ mol^-1

a ) Enuncie la ley de desintegración radiactiva y enumere las magnitudes que intervienen en su expresión.

b) Considere dos muestras de dos isótopos radiactivos. Si el periodo de semidesintegración de una es el doble que el de la otra, razone cómo cambia la relación entre las actividades de ambas muestras en función del tiempo.

Solución apartado a): Mirar la correspondiente entrada de teoría aquí

Entre unos restos arqueológicos de edad desconocida se encuentra una muestra de carbono en la que sólo queda una octava parte del carbono ¹⁴ C que contenía originalmente. El periodo de semidesintegración del ¹⁴ C es de 5730 años.

a) Calcule la edad de dichos restos.

b) Si en la actualidad hay 10 ¹²  átomos de  ¹⁴ C en la muestra, ¿cuál es su actividad?

a) Describa los procesos radiactivos alfa, beta y gamma.

b) Una muestra contiene   . Razone el número de desintegraciones alfa y beta necesarias para que el producto final sea  .

Solución apartado a) : Mirar la correspondiente entrada de teoría aquí. 

La fisión de un átomo de se produce por captura de un neutrón, siendo los productos principales de este proceso   y   .

a) Escriba y ajuste la reacción nuclear correspondiente y calcule la energía desprendida por cada átomo que se fisiona.

b) En una determinada central nuclear se liberan mediante fisión 45 . 10⁸ W. Determine la masa de material fisionable que se consume cada día.

c = 3.10⁸ m s^-1 ; m _u = 235,12 u ; m_Ba = 143,92 u ; m _Kr = 89,94 u ; m _n= 1,008665 u ;  1 u = 1, 7 . 10^-27 kg

a) El   se desintegra emitiendo radiación beta, y el   emitiendo radiación alfa. Explique cómo es cada uno de los procesos citados y determine las características del nucleido resultante en cada caso.

b) El yodo-131 tiene un periodo de semidesintegración de 8,02 días y una masa atómica de 130,9061 u. Calcule la constante de desintegración, la actividad inicial de una muestra de 1,88 mg y el tiempo necesario para que su masa se reduzca a 0,47 mg.

1 u = 1,66·10^-27 kg

a) Explique qué se entiende por defecto de masa, energía de enlace de un núcleo y energía de enlace por nucleón. ¿Qué información proporcionan estas magnitudes en relación con la estabilidad nuclear?

b)Los nucleidos  y   tienen una masa de 18,998403 u y 130,906126 u, respectivamente. Determine razonadamente cuál de ellos tiene mayor estabilidad nuclear.

mp = 1,007276 u; mn = 1,008665 u; 1u = 1,66 ·10^-27 kg; c = 3·10⁸   m s ^-1

Solución al apartado a) mirar la correspondiente entrada de teoría aquí . Podremos poner toda la teoría hasta llegar al apartado «Interpretación de la curva de estabilidad, que no lo pide…

a) Explique los procesos de fisión y fusión nuclear y justifique el origen de la energía desprendida en cada uno de los casos.

b) Calcule la energía liberada en la fisión de 1 kg de  según la reacción siguiente:

m()= 235, 043930 u ; m() = 140,914403 u ; m()= 91,926173 u ; m_n = 1,008665 u ; 1 u = 1,66 . 10 ^-27 Kg ; c= 3 . 10 ⁸ m s ^-1

Solución apartado a) Deberemos explicar la fisión y fusión tal y como aparece en la entrada aquí ,   y completarlo con el apartado «Interpretación de la curva de estabilidad» que podemos encontrar aquí 

a) El  se desintegra mediante un proceso alfa y el  mediante un proceso beta. Describa con detalle los procesos radiactivos de esos isótopos, razonando cuáles son los números atómico y másico de los nucleidos resultantes.

b) Al someter a la prueba del ¹⁴C una herramienta de madera encontrada en un yacimiento arqueológico, se detecta que la actividad de dicho isótopo es un 15% de la correspondiente a la de una muestra actual de la misma madera. Sabiendo que el periodo de semidesintegración del ¹⁴C es de 5730 años, determine la constante de desintegración y calcule antigüedad de dicha herramienta.

a) Explique cómo varia la estabilidad de los núcleos atómicos en función del número másico. Indique su relación con la fusión y fisión nucleares.

b) Calcule la energía de enlace por nucleón del tritio () .

c = 3 . 10⁸ m s^-1;   m () = 3,016049 u ;    m_p = 1,007276 u ;   m_n = 1,008665 u;   1 u = 1 ,67.10^-27 kg

Solución del apartado a) Mirar la correspondiente entrada de teoría aquí.  Nos centraremos en el apartado «Interpretación de la curva de estabilidad»