• Document: PROBLEMAS DE FÍSICA NUCLEAR
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PROBLEMAS DE FÍSICA NUCLEAR 2017 1) Se tiene una muestra del isótopo 226Ra cuyo periodo de semidesintegración es de 1600 años. Calcule su constante de desintegración y el tiempo que se requiere para que su actividad se reduzca a la cuarta parte. 2) Calcule la energía de enlace por nucleón del tritio ( 3 H ) . c = 3·108 m s-1; m ( 3 H ) = 3,016049 1 1 u; mp = 1,007276 u; mn = 1,008665 u; 1 u = 1,67·10-27 kg 3) En la bomba de hidrógeno se produce una reacción nuclear en la que se forma helio ( 4 He ) a 2 2 3 partir de deuterio ( H ) y de tritio ( H ). Escriba la reacción nuclear y calcule la energía liberada 1 1 en la formación de un núcleo de helio. c = 3·108 m s -1; m ( 4 He ) = 4,0026 u ; m ( 3 H ) = 3,0170 u; m ( 2 H ) = 2,0141 u ; 2 1 1 -27 mn = 1,0086 u ; 1 u = 1,67·10 kg 4) Cuando se bombardea un núcleo de 235 U con un neutrón se produce la fisión del mismo, 92 obteniéndose dos isótopos radiactivos: 89 Kr y 144 Ba , y liberando 200 MeV de energía. Escriba 36 56 la reacción de fisión correspondiente y calcule la masa de 235 U que consume en un día una central 92 nuclear de 700 MW de potencia. m( 235U) = 235,0439 u ; 1 u = 1,67·10-27 kg ; e = 1,60·10-19 C 5) El periodo de semidesintegración de un núclido radiactivo de masa atómica 109 u, que emite partículas beta, es de 462,6 días. Una muestra cuya masa inicial era de 100 g, tiene en la actualidad 20 g del núclido original. Calcule la constante de desintegración y la actividad actual de la muestra. 1 u = 1,67·10-27 kg 6) El isótopo 20 Ne tiene una masa atómica de 19,9924 u. Calcule su defecto de masa y la energía 10 de enlace por nucleón. c = 3·108 m s-1 ; mp = 1,0073 u ; mn = 1,0087 u ; 1 u = 1,67·10-27 kg 1 2016 7) Dada la reacción nuclear: 7 Li + 1 H → 2 4 He 3 1 2 a) Calcule la energía liberada en el proceso por cada núcleo de litio que reacciona. b) El litio presenta dos isótopos estables, 6 Li y 7 Li . Razone cuál de los dos es más estable. 3 3 c = 3·10 m s ; u = 1,67·10 kg ; m ( Li ) = 7,016005 u ; m ( 6 Li ) = 6,015123 u ; 8 -1 –27 7 3 3 4 1 1 m ( He ) = 4,002603 u ; m ( H )= 1,007825 u ; m ( n ) = 1,008665 u 2 1 0 8) El 210 Pb emite dos partículas beta y se transforma en polonio y, posteriormente, por emisión de 82 una partícula alfa se obtiene plomo. a) Escriba las reacciones nucleares descritas. b) El periodo de semidesintegración del 210 Pb es de 22,3 años. Si teníamos inicialmente 82 3 moles de átomos de ese elemento y han transcurrido 100 años, ¿cuántos núcleos radiactivos quedan sin desintegrar? NA= 6,02·1023 mol-1 2015 9) Disponemos de una muestra de 3 mg de 226Ra. Sabiendo que dicho núclido tiene un periodo de semidesintegración de 1600 años y una masa atómica de 226,025 u, determine razonadamente: a) El tiempo necesario para que la masa de dicho isótopo se reduzca a 1 mg. b) los valores de la actividad inicial y de la actividad final de la muestra. u = 1,67·10-27 kg 2014 10) En el accidente de la central nuclear de Fukushima I se produjeron emisiones de yodo y cesio radiactivos a la atmósfera. El periodo de semidesintegración del 137 Cs es 30,23 años. 55 a) Explique qué es la constante de desintegración de un isótopo radiactivo y calcule su valor para el 137 Cs . b) Calcule el tiempo, medido en años, que debe transcurrir para que la actividad del 55 137 Cs se reduzca a un 1 % del valor inicial. 55 2013 11) Considere los isótopos 12 C y 13 C , de masas 12,0000 u y 13,0034 u, respectivamente. 6 6 a) Explique qué es el defecto de masa y determine su valor para ambos isótopos. b) Calcule la energía de enlace por nucleón y razone cuál es más estable. c = 3·108 m s-1 ; mp = 1,0073 u ; mn = 1,0087 u ; u = 1,7·10-27 kg 2 12) Un isótopo A X sufre una desintegración α y una desintegración γ. Justifique el número Z másico y el número atómico del nuevo núcleo. ¿Qué cambiaría si en lugar de emitir una partícula α emitiera

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