Física Nuclear y Reacciones Nucleares Problemas de Práctica Multiopción 1 El núcleo atómico se compone de: A electrones

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1 Slide 1 / 58 Física Nuclear y Reacciones Nucleares Problemas de Práctica Slide 2 / 58 Multiopción 1 l núcleo atómico se compone de: Slide 3 / 58 electrones protones protones y electrones protones y neutrones neutrones y electrones

2 2 l número de masa atómica representa lo siguiente: Slide 4 / 58 l número total de electrones en el átomo l número total de protones en el átomo l número total de protones y neutrones en el átomo l número total de neutrones en el átomo l número total de electrones y protones en el átomo 3 l número atómico representa el siguiente: Slide 5 / 58 l número de protones en el átomo l número de neutrones en el átomo l número total de protones y neutrones en el átomo l número total de electrones y neutrones el átomo l número total de protones y electrones en el átomo 4 l isótopo del carbono,,consiste de: Slide 6 / 58 Protones neutrones () 6 6 () 6 7 () 6 8 () 6 14 () 6 12

3 5 l isótopo de uranio,, consiste de: Slide 7 / 58 Protones neutrones () () () () () uando un electrón es emitido por un inestable núcleo el número de masa atómica: Slide 8 / 58 umenta por 1 umenta por 2 isminuye por 1 isminuye por 2 No cambia 7 uando un positrón es emitido por un núcleo inestable el número de masa atómica: Slide 9 / 58 umenta por 1 umenta por 2 isminuye por 1 isminuye por 2 No cambia

4 8 uando una partícula α es emitida por un inestable núcleo el número de masa atómica: Slide 10 / 58 umenta por 1 umenta por 2 isminuye por 1 isminuye por 2 No cambia 9 uando los protones y los neutrones libres se unen para formar un núcleo, la energía es: Slide 11 / 58 bsorbida estruida reada sigue siendo la misma Liberada 10 uál de las siguientes afirmaciones sobre la masa de los nucleones separados y la masa del núcleo que forman es correcta? Slide 12 / 58 La masa de los nucleones separados es mayor que la masa del núcleo que forman La masa de los nucleones separados es menor que la masa del núcleo que forman La masa de los nucleones separados es igual a la masa del núcleo que forman La masa de los nucleones separados es mayor que la masa del núcleo sólo para los núcleos ligeros La masa de los nucleones separados es mayor que la masa del núcleo sólo para los núcleos pesados

5 11 uál de las siguientes es la masa de defecto de un núcleo? (M - masa del núcleo, mp - masa de protónes, mn - masa de neutrones) Slide 13 / 58 Δm = Nm n + Zm p + M Δm = Nm n - Zm p M Δm = Nm n - Zm p M Δm = Nm n + Zm p M Δm = M - Nm n + Zm p 12 uál de las siguientes es la energía de enlace? Slide 14 / 58 = hf = mgh = 1/2mv 2 = qv = Δmc 2 13 uál de las siguientes es el producto correcto de la desintegración α:? Slide 15 / 58

6 14 uál de los siguientes es el producto correcto de la descomposición β:? Slide 16 / 58 Slide 17 / uál de las siguientes afirmaciones NO es cierta sobre la radiación α? Slide 18 / 58 s producida por los núcleos inestables Puede penetrar un pedazo de papel Puede ionizar gases Puede ser desviado por un campo magnético Se trata de un fotón electromagnético con longitud de onda corto.

7 17 uál de las siguientes afirmaciones NO es cierto sobre radiación γ? Slide 19 / 58 s producida por los núcleos inestables Puede penetrar varios centímetros de plomo Puede ionizar gases Puede ser desviado por un campo magnético Se trata de un fotón electromagnético con longitud de onda corta 18 Si el tiempo de vida media de un material radiactivo es de 2 días, cuanta cantidad de material hay después de 6 día? Slide 20 / 58 1/2 1/4 1/6 1/8 1/16 19 n un experimento con material radiactivo una estudiante de física llevó a cabo dos mediciones. Inicialmente, se midió 120g del material y después de un cierto tiempo la cantidad del radiactivo material se redujo a 7,5g. Si el tiempo de vida media del material es de 20min, cual es el tiempo transcurrido entre las dos mediciones? Slide 21 / min 40 min 60 min 80 min 100 min

8 20 La reacción nuclear ocurre espontáneamente. Si M x, M Y, y M Z son las masas de las tres partículas, cual de las siguientes relaciones es verdadera? Slide 22 / 58 M x < M y - M z M x < M y + M z M x > M y + M z M x - M y < M z M x - M z < M y 21 La vida media de es de 24 días. Si 8 kg de este isótopo está presente inicialmente, cuanto hay después de 72 días? Slide 23 / 58 2 kg 1 kg 5 kg 4 kg 0,5 kg 22 l cobalto 60 es una fuente radiactiva con una vida media de unos 5 años. espués de cuántos años será la actividad de una nueva muestra de cobalto-60 reducido a 1/8 de su valor original? Slide 24 / 58 2,5 años 5 años 10 años 15 años 25 años

9 23 Un protón libre (m p =1,007825U) captura un neutrón (m n =1,008665U) y forma un deuterio (m d =2,014102U). uál de las siguientes afirmaciones es cierta acerca de la masa de deuterio? Slide 25 / 58 Menos de 1,007825U + 1,008662U Mayor que 1,007825U + 1,008662U Menos de 1,007825U - 1,008662U Menos de 1,007825U + 1,008662U - 2,014102U s igual a 1,007825U + 1,008662U 24 uando la reacción nuclear se lleva a cabo, cual de las siguientes es cierta después de la reacción? I. La energía se conserva II. La carga eléctrica se conserva III. La masa se conserva IV. l número de nucleones se conserva. Slide 26 / 58 I y II I, II, y III III sólo I, II y IV IV sólo Slide 27 / 58

10 Slide 28 / 58 Slide 29 / 58 Slide 30 / 58

11 Slide 31 / 58 Slide 32 / 58 Slide 33 / 58 Respuesta libre

12 1. onsidere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible. Slide 34 / 58. ompleta la ecuación de reacción. uál es el nombre de la nueva partícula liberada durante la reacción?. etermina el defecto de masa de una sola reacción, dada la siguiente información. 2,0141u 4,0026u 3,016049u 1,0087u. etermina la energía en julios liberada en una sola reacción de fusión.. Los stados Unidos requiere alrededor de 1,020J al año para cumplir con sus necesidades de energía. uántas reacciones sería necesario para proporcionar esta magnitud de energía? 1. onsidera la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible. Slide 35 / 58. ompleta la ecuación de reacción. uál es el nombre de la nueva partícula liberada durante la reacción? 1. onsidere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible.. etermina el defecto de masa de una sola reacción, dada la siguiente información. Slide 36 / 58 2,0141u 4,0026u 3,016049u 1,0087u

13 1. onsidere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible. Slide 37 / 58. etermina la energía en julios liberada en una sola reacción de fusión. 1. onsidere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible. Slide 38 / 58. Los stados Unidos requiere alrededor de 1,020J al año para cumplir con sus necesidades de energía. uántas reacciones sería necesario para proporcionar esta magnitud de energía? 1. onsidere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible. Slide 39 / 58. omplete la ecuación de reacción. uál es el nombre de la nueva partículas liberada durante la reacción?. etermina el defecto de masa de una sola reacción, dada la siguiente información. 2,0141u 4,0026u 3,016049u 1,0087u. etermina la energía en julios liberada en una sola reacción de fusión.. Los stados Unidos requiere alrededor de 1,020 J al año para cumplir con sus necesidades de energía. uántas reacciones sería necesaria para proporcionar esta magnitud de la energía?

14 2. os isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. l gráfico representa el número de núcleos radiactivo n 1 y n 2 que permanecen en función de tiempo.. Usando la gráfica, determina la vida media del isótopo 1 y la vida media del isótopo 2. Numero de isótopos Tiempo en años. n el instante t = 5 años, cual isótopo se está deteriorando mas rápido? xplica tu razonamiento. Slide 40 / 58. Qué tipo de radiación (alpha, beta o gamma) sería más probable de escapar a través de las paredes del recipiente?. Qué características del tipo de radiación en la parte (c) lo distingue de los otros dos?. espués de muchos años, cuando se retira el recipiente, se encuentra que contiene gas de helio, y la masa total de los contenidos se encuentra que ha disminuido. xplica cada una de estas dos observaciones. 2. os isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. l gráfico representa el número de núcleos radiactivo n 1 y n 2 que permanecen en función de tiempo.. Usando la gráfica, determina la vida media del isótopo 1 y la vida media del isótopo 2. Numero de isótopos Tiempo en años Slide 41 / os isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. l gráfico representa el número de núcleos radiactivo n 1 y n 2 que permanecen en función de tiempo. Numero de isótopos Slide 42 / 58. n el instante t = 5 años, cual isótopo se está deteriorando mas rápido? xplica tu razonamiento. Tiempo en años

15 2. os isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. l gráfico representa el número de núcleos radiactivo n 1 y n 2 que permanecen en función de tiempo. Numero de isótopos Slide 43 / 58. Qué tipo de radiación (alpha, beta o gamma) sería más probable de escapar a través de las paredes del recipiente? Tiempo en años 2. os isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. l gráfico representa el número de núcleos radiactivo n 1 y n 2 que permanecen en función de tiempo. Numero de isótopos Slide 44 / 58. Qué características del tipo de radiación en la parte (c) lo distingue de los otros dos? Tiempo en años 2. os isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. l gráfico representa el número de núcleos radiactivo n 1 y n 2 que permanecen en función de tiempo. Numero de isótopos Slide 45 / 58. espués de muchos años, cuando se retira el recipiente, se encuentra que contiene gas de helio, y la masa total de los contenidos se encuentra que ha disminuido. xplica cada una de estas dos observaciones. Tiempo en años

16 3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se desintegra a un núcleo d helio de masa de reposo de 6,6483 x kg y a un protón de masa de reposo de 1,6726x10-27 kg, como se muestra en la reacción siguiente. Slide 46 / 58 n esta reacción, el momento y la energía total se conservan. espués d desintegración, el protón se mueve con una velocidad no relativista de 2,12x10 7 m/s. a. etermina la energía cinética del protón. b. etermina la velocidad del núcleo de helio. c. etermina la energía cinética del núcleo de helio. d. etermina la masa que se transforma en energía cinética en esta desintegración. e. etermina la masa de reposo del núcleo de litio. 3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se desintegra a un núcleo d helio de masa de reposo de 6,6483 x kg y a un protón de masa de reposo de 1,6726x10-27 kg, como se muestra en la reacción siguiente. Slide 47 / 58 n esta reacción, el momento y la energía total se conservan. espués de desintegración, el protón se mueve con una velocidad no relativista de 2,12x10 7 m/s. a. etermina la energía cinética del protón. 3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se desintegra a un núcleo de helio de masa de reposo de 6,6483 x kg y a un protón de masa de reposo de 1,6726x10-27 kg, como se muestra en la reacción siguiente. Slide 48 / 58 n esta reacción, el momento y la energía total se conservan. espués de desintegración, el protón se mueve con una velocidad no relativista de 2,12x10 7 m/s. b. etermina la velocidad del núcleo de helio.

17 3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se desintegra a un núcleo d helio de masa de reposo de 6,6483 x kg y a un protón de masa de reposo de 1,6726x10-27 kg, como se muestra en la reacción siguiente. Slide 49 / 58 n esta reacción, el momento y la energía total se conservan. espués de desintegración, el protón se mueve con una velocidad no relativista de 2,12x10 7 m/s. c. etermina la energía cinética del núcleo de helio. 3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se desintegra a un núcleo de helio de masa de reposo de 6,6483 x kg y a un protón de masa de reposo de 1,6726x10-27 kg, como se muestra en la reacción siguiente. Slide 50 / 58 n esta reacción, el momento y la energía total se conservan. espués de desintegración, el protón se mueve con una velocidad no relativista de 2,12x10 7 m/s. d. etermina la masa que se transforma en energía cinética en esta desintegración. 3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se desintegra a un núcleo de helio de masa de reposo de 6,6483 x kg y a un protón de masa de reposo de 1,6726x10-27 kg, como se muestra en la reacción siguiente. Slide 51 / 58 n esta reacción, el momento y la energía total se conservan. espués de desintegración, el protón se mueve con una velocidad no relativista de 2,12x10 7 m/s. e. etermina la masa de reposo del núcleo de litio.

18 4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c 2 = 1,66 x kg.) Slide 52 / 58 a. etermina cada una de las siguientes. i. l número atómico del núcleo de plomo ii. l número de masa del núcleo de plomo b. etermina la diferencia de masa entre el núcleo de polonio y el núcleo de plomo, teniendo en cuenta la energía cinética de la partícula de alfa, pero ignorando la energía de retroceso del núcleo de plomo. c. etermina la velocidad de la partícula alfa. Un clásico (no relativista) aproximación es adecuada. d. etermina la longitud de onda de e roglie de la partícula alfa. La partícula alfa es dispersada por un núcleo de oro (número atómico 79) en una "pared" de colisión. e. scribe una ecuación que podría ser utilizado para determinar la distancia mínima de cercanía de la partícula alfa con el núcleo de oro. No es necesario realmente resolver esta ecuación. 4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c 2 = 1,66 x kg.) Slide 53 / 58 a. etermina cada una de las siguientes. i. l número atómico del núcleo de plomo ii. l número de masa del núcleo de plomo 4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c 2 = 1,66 x kg.) Slide 54 / 58 b. etermina la diferencia de masa entre el núcleo de polonio y el núcleo de plomo, teniendo en cuenta la energía cinética de la partícula de alfa, pero ignorando la energía de retroceso del núcleo de plomo.

19 4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c 2 = 1,66 x kg.) Slide 55 / 58 c. etermina la velocidad de la partícula alfa. Un clásico (no relativista) aproximación es adecuada. 4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c 2 = 1,66 x kg.) Slide 56 / 58 d. etermina la longitud de onda de e roglie de la partícula alfa. 4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c 2 = 1,66 x kg.) Slide 57 / 58 e. scribe una ecuación que podría ser utilizado para determinar la distancia mínima de cercanía de la partícula alfa con el núcleo de oro. No es necesario realmente resolver esta ecuación.

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