Resueltos Selectividad física nuclear

Ejercicios de Selectividad resueltos Física Nuclear

Teoría / Cuestiones Clave:

1–Características esenciales del núcleo.
2–Estabilidad nuclear. Energía de enlace.
3–Radiactividad natural: Tipos.
4–Ley de la desintegración radiactiva.
5–Datación con C-14.
6–Reacciones nucleares. Fisión y fusión.
7–Interacciones fundamentales de la naturaleza.
8–Sobre moles, unidad atómica de masa, gramos…

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1–

a) Escriba la ley de desintegración de una muestra radiactiva y explique el significado físico de las variables y parámetros que aparecen en ella.

b) Supuesto que pudiéramos aislar un átomo de la muestra anterior discuta, en función del parámetro apropiado, si cabe esperar que su núcleo se desintegre pronto, tarde o nunca.

2–

a) Algunos átomos de nitrógeno ( $_{7}^{14}\textrm{N}$ ) atmosférico chocan con un neutrón y se transforman en carbono ( $_{6}^{14}\textrm{C}$ ) que, por emisión , se convierte de nuevo en nitrógeno. Escriba las correspondientes reacciones nucleares.

b) Los restos de animales recientes contienen mayor proporción de $_{6}^{14}\textrm{C}$ que los restos de animales antiguos. ¿A qué se debe este hecho y qué aplicación tiene?

3–

En la bomba de hidrógeno se produce una reacción termonuclear en la que se forma helio a partir de deuterio y de tritio.

a) Escriba la reacción nuclear.

b) Calcule la energía liberada en la formación de un átomo de helio y la energía de enlace por nucleón del helio.

c =3 · 10⁸ m s^{– 1}; m ( $_{2}^{4}\textrm{He}$ ) = 4,0026 u ; m ( $_{1}^{3}\textrm{H}$ ) =3,0170 u ; m ( $_{1}^{2}\textrm{H}$ ) = 2,0141 u ; m_p= 1,0078 u ; m _n = 1,0086 u ; 1 u = 1,67 · 10^{– 27} kg

5–

Una muestra de isótopo radiactivo recién obtenida tiene una actividad de 84 s^{– 1} y, al cabo de 30 días, su actividad es de 6 s^{– 1}.

a) Explique si los datos anteriores dependen del tamaño de la muestra.

a) Calcule la constante de desintegración y la fracción de núcleos que se han desintegrado después de 11 días.

6–

En una reacción nuclear se produce un defecto de masa de 0,2148 u por cada núcleo de ²³⁵U fisionado.

a) Calcule la energía liberada en la fisión de 23,5 g de ²³⁵U.

b) Si se producen 10²⁰ reacciones idénticas por minuto, ¿cuál será la potencia disponible?

1 u =1,67 · 10^{– 27} kg ; c =3 · 10⁸ m s^{– 1}; N_A= 6,02 · 10²³ mol^{– 1}

7–