FÍSICA NUCLEAR - CUESTIONES Y EJERCICIOS
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- Eva Romero Cano
- hace 7 años
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1 I.E.S BERIZ DE SUBI Dpto. Fíica y Quíica FÍSIC UCLER - CUESIOES Y EJERCICIOS PROBLEMS. Dtrina l núro atóico y l núro áico d cada uno d lo iótopo qu 8 rultará dl U al itir ucivant 9 do partícula alfa y tr partícula bta. PU - Univridad d Extradura. Si it do partícula alfa tndro qu: 8 9 U α + 88 Si potriornt itn 3 partícula bta: X, ol 6,,66 nuclo núclo Y la contant d dintgración rá: 3,7,66,39 nuc. / ol b) La vida dia la invra d la contant d dintgración, lugo: τ,39 7,9 88 X 3 β + 9 Y Un grao d radio tin una actividad d 3,7.. Si la aa atóica dl radio 6 u, calcula: a) La contant d dintgración dl radio. b) La vida dia d lo átoo d radio. Dato: úro d vogadro, 6,. átoo. PU - Univridad Catilla La Mancha. a) La actividad d un lnto radiactivo vin dada por: Dond la contant d dintgración o contant radiactiva y l núro d núclo prnt. El núro d ol d radio rá: 3 3. El iótopo dl ilicio Si dintgra por iión bta n cirto iótopo dl fóforo (P). El proco tin un príodo d idintgración d,6 hora. Con to dato: a) juta la racción nuclar involucrada n l proco. b) Dtrina qué proporción d átoo d ilicio qudará al cabo d xactant un día n una utra inicialnt pura d 3 Si. PU - Univridad Catilla y Lón. a) La racción nuclar rá: 3 Si β b) La rlación ntr l núro d núclo qu qudan in dintgrar y l núro inicial d núclo : P gr n M 6 gr ol, ol Por lo tanto, l núro d núclo prnt n gr d radio rá: Dond:,83 día 6, dia Fíica º Bachillrato - Fíica uclar
2 I.E.S BERIZ DE SUBI Dpto. Fíica y Quíica Lugo: 6, día día,66,66 % nuclon ( + ) p n núclo núclo,3 u 39,9755 u,355 u La nrgía corrpondint a ta aa rá: Δ E,355 u 93MV / u 3,776 MV Y la nrgía por nuclón rá:. Dtrina la nrgía d nlac dl núclo 6 C, cuya aa atóica,3 u. Dato: u 93,5 MV/c, aa dl protón,776 u y aa dl nutrón,8665 u. PU - Univridad d Murcia. El dfcto d aa : nuclon núclo ( ) núclo,976 u,3 u,973 u La nrgía corrpondint a ta aa rá: p n ΔE E (nuclón) 8,9 MV / nuclón b) El núro d núclo n un grao d Ca rá: g 39,9755 g ol,5 núclo 6, átoo / ol Y la nrgía ncaria para diociar gr rá: MV E 8,9 nuclon / núclo nuclon,5 núclo,8 MV 7,69 J MV ΔE c,973 u 93,5 c c,mv a) Calcula la nrgía dia d nlac por nuclón d un átoo d Ca, xprada n MV. b) La cantidad d nrgía ncaria para diociar copltant g d Ca, xprando dicha nrgía n Julio. Dato: Maa atóica dl Ca 39,9755 u Maa dl nutrón,87 u Maa dl protón,73 u 6,. átoo /ol. u quival a 93 MV. PU - Univridad Catilla y Lón. 6. En una xcavación arquológica ha ncontrado una tatua d adra cuyo contnido d 6 C l 58 % dl qu pon la adra actual d la zona. Sabindo qu l príodo d idintgración dl 6 C d 557 año, dtrina la antigüdad d la tatua ncontrada. PU - Univridad d Valncia. La rlación ntr l núro d núclo in dintgrar y lo inicial rá,58, por lo tanto:,58 La contant d dintgración valdrá: a) El dfcto d aa rá: 557 año, año Fíica º Bachillrato - Fíica uclar
3 I.E.S BERIZ DE SUBI Dpto. Fíica y Quíica Lugo l tipo trancurrido rá: ( ) t ln(,58) ln,58 t, año 378,83 año glándula tiroid. Su príodo d idintgración d 8 día. a) Expliqu cóo ha cabiado una utra 3 d g d I tra r alacnada n un hopital durant 8 día. b) Cuál la actividad d un icrograo 3 d I?. 6,. ol. PU - Univridad ndaluza. 7. Sabindo qu n la iguint racción nuclar libran,7 MV d nrgía: Z X + H H a) Ecrib l iótopo qu falta n la racción. b) Calcula la aa atóica d dicho iótopo. Dato: Maa atóica dl hidrógno,78 u Maa atóica dl hlio,6 u u 93 MV. a) La racción rá: 7 3Li + H H b) La nrgía librada corrpond a un dfcto d aa d:,7 MV Δ, u 93MV / u El dfcto d aa n la racción rá: Lugo: Δ ( Li + H ) H Li + H H, u + +,6 u,78 u 7,9 u El I un iótopo radiactivo qu utiliza n dicina para l tratainto dl hiprtiroidio, ya qu concntra n la a) La aa qu qudará in dintgrar rá: Dond la contant d dintgración rá: Lugo:,3g 8 día g,866 día,866 día 8 día Por lo tanto, qudarán,3 g in dintgrar. b) La actividad d una utra : Dond l núro d núclo prnt n la utra. En t cao: 3 gr / ol, gr 6, átoo Y la actividad rá:,866 día 3,976,6 9 átoo / ol,59 núclo núclo / día,6 núclo / Eto no indica qu producn,6 9 dintgracion cada gundo Fíica º Bachillrato - Fíica uclar 3
4 I.E.S BERIZ DE SUBI 6 C 9 La actividad d ( príodo d idintgración 57 año) d un rto arquológico d dintgracion por gundo. La ia aa d una utra actual d idéntica copoición po una actividad d 36 dintgracion por gundo. a) Expliqu a qué db dicha difrncia y calcul la antigüdad d la utra arquológica. b) Cuánto átoo d 6 C tin la utra arquológica n la actualidad? inn aba utra l io núro d átoo d carbono?. PU - Univridad ndaluza. a) La contant d dintgración rá: 57 año,6 año La rlación ntr la actividad : La actividad original,, la corrpondint a la utra actual, lugo l tipo trancurrido valdrá: 36,6 t,6t ln 36 t 93,6 año b) La contant d dintgración n gundo - rá: 3, La actividad actual : 9,33 3 nuclo 36 3,856 Lógicant la utra antigua tndrá un núro nor d átoo d C ya qu part d llo habrán dintgrado con l tipo Dpto. Fíica y Quíica. El núro d núclo radiactivo d una utra rduc a tr cuarta part d u valor inicial n 38 h. Halla: a) La contant radiactiva. b) El príodo d idintgración. a) ndro qu: 3 3 ln 38 h,757 hora ln t b) 9,56 hora,757 hora Dipono d una utra d 3 g d radio 6. Sabindo qu u príodo d idintgración 6 año y u aa atóica 6,5 u. Calcula: a) El tipo ncario para qu la utra rduzca a g. b) Lo valor d la actividad inicial y d la actividad final. a) La contant d dintgración rá: ,373,373 t ln ln g 3 g 8 b) El núro d núclo inicial rá: 6,,3 gr 6,5 gr / ol núclo / ol 7,99 Por lo tanto, la actividad inicial rá:,9 8, ,99 núclo 8 núclo Fíica º Bachillrato - Fíica uclar
5 I.E.S BERIZ DE SUBI Dpto. Fíica y Quíica El núro d núclo final rá:, gr 6,5 gr / ol,66 8 núclo Y la actividad final: 3,65 7,373 6, núclo / ol,66 8 núclo 3,3 8,3 5,8 5, ,73, Dada la racción nuclar 8 8 núclo núclo dtrina: 6 3 Li + n H + 3 Z X. Una utra d g d polonio rduc a,5 g n 76 día. Halla: a) El príodo d idintgración dl polonio. b) Lo valor d la actividad inicial y final. a) ndro qu: ln 76 día ln t,5 g,5 día g Y l príodo d idintgración rá:,5 día 38,7 día b) El núro d núclo inicial y final rán:, gr gr / ol 5,73,3 8 núclo,5 gr gr / ol 8 núclo 6, 6, núclo / ol núclo / ol Por lo tanto, la actividad inicial y final rán:,5 día 5,8 8 a) Lo núro atóico y áico dl iótopo X. b) La aa atóica dl iótopo X abindo qu n ta racción libra una nrgía d,8 MV por átoo d litio Dato: aa atóica: litio 6 6,5 u, tritio 3,6 u, aa dl nutrón,87 u. u 93 MV. a) S trata dl H. b) El dfcto d aa qu produc n la racción rá:,8 MV Δ,598 u 93MV / u hora bin, t dfcto d aa igual a: X 6,5u,6 u ( Li + n ) ( H + X ) Li + n ( H + ) +,87 u ( 3,6 u +,598 u) Dipono d una utra d 3 g d yodo 3. Sabindo qu l yodo 3 tin un príodo d idintgración d ocho día, calcula l tipo qu db trancurrir para qu: a) La utra rduzca a,5 g. Fíica º Bachillrato - Fíica uclar 5
6 I.E.S BERIZ DE SUBI b) La actividad rduzca a la cuarta part d u valor inicial. 5,3 Dpto. Fíica y Quíica B 3 B 35 a) La contant d dintgración valdrá: El tipo rá: 8 día,866 día t ln,5 g ln,69 día,866 día 3 g En la fiión d un núclo d uranio 5 libran MV. Calcula: a) la nrgía librada n la fiión d g d uranio 5. b) La cantidad d uranio 5 qu conu n un día una cntral nuclar d 7 MW d potncia. Maa atóica dl uranio 5 5,39 u. Sol: a) 5,. 5 MV, b) 738 g. b) ndro qu /, por lo tanto: t ln ln 6 día,866 día a) La cantidad d núclo prnt n g d uranio 5 rá: gr 5,39 gr / ol,56 núclo 6, núclo / ol Dipono d una utra dl radioiótopo y otra dl radioiótopo B. En l intant inicial hay l io núro d núclo d y B. rancurrido 35, l núro d núclo d dobl qu d B. Halla l príodo d idintgración dl radioiótopo B, abindo qu l dl 5. Lugo la nrgía qu librará rá: E MV,56 5, 5 MV b) La nrgía qu produc la cntral n un día : E 7 3, J V 3, ,8 6 Mv 3 J Para cada uno d lo radioiótopo cuplirá qu: () () t (B) (B) Sgún la condicion tno qu: t () (B) y () (B) Lugo tndro qu: t B + 5,3 t ln t 3 B ( ) ln B ln ln ln + + t 5 t B ln 35 Y la aa d uranio qu conuirá rá por lo tanto d: 6 3,78 MV g 738,8 g 5 5, MV / g En la alta atófra, l tranfora n C por l fcto d bobardo d nutron. a) Ecrib la cuación d la racción nuclar qu tin lugar. Fíica º Bachillrato - Fíica uclar 6
7 I.E.S BERIZ DE SUBI b) Si l C radiactivo y dintgra diant bta, qué proco tin lugar?. c) La planta viva aiilan l carbono d la atófra diant la fotoínti y a u urt l proco d aiilación dtin. En una utra d un boqu prhitórico dtcta qu hay 97 dintgracion/inuto, intra qu n una utra d la ia aa d un boqu rcint xitn 35 dintgracion/inuto. Calcula la dad dl boqu prhitórico, abindo qu l príodo d idintgración dl C d 559 año. a) La racción rá: + n C + 7 b) El proco d dintgración bta rá: 6 C β c) La contant d dintgración valdrá: 559 año, H año a) El dfcto d aa rá: Dpto. Fíica y Quíica ( + ) ( ) ( 7,66 u +,73 u) Li H,6 u,87 u H nindo n cunta qu cada ua proporciona una nrgía d 93 MV, la nrgía qu librará n l proco rá: E,87 u 93MV / u 7, MV b) El dfcto d aa n la foración dl núclo d Li rá: ( 3 + ) nuclon núclo p 7,567 u 7,66 u, u núclo La nrgía corrpondint a t dfcto d aa, nrgía d nlac, rá: E, u 93MV / u 37,333 MV Y tndindo n cunta qu l Li tin 7 nuclon, la nrgía d nlac por nuclón rá: 37,333MV E 5,33 MV / nuclón 7 nuclon n Por lo tanto:, año t ln ln , año Dada la racción, calcular: 7 3 Li + H H + H Una cntral nuclar d una potncia d MW utiliza coo cobutibl uranio natural qu contin un,7 % dl iótopo 5 fiibl U. Cuánto kg d uranio natural conuirán n un día d funcionainto, i la nrgía total librada con ocaión d la 5 fiión d un átoo d U d MV y upon qu no hay pérdida nrgética n la cntral?. Maa atóica dl U 8,3 g/ol. a) La nrgía librada n l proco. b) La nrgía dia d nlac por nuclón dl Li. Dato d aa: Li 7,66 u, H,6 u, (protón),73 u, (nutrón),87 u. u 93 MV. La potncia d la cntral : P 9 J 6,5 6,5 MV 7 V Lugo, la nrgía qu uinitra la cntral n un día rá: Fíica º Bachillrato - Fíica uclar 7
8 I.E.S BERIZ DE SUBI E 6,5 5, 6 MV MV El núro d átoo d 36 5 U para proporcionar dicha nrgía rá: º átoo 5, 6 MV MV / átoo,7 El núro d ol d átoo rá:,7 n 6, átoo átoo / ol conuido,8 ol átoo Por lo tanto la aa d rá: ( ) 66,37 g Dpto. Fíica y Quíica 5 U qu fiionará 5 U,8 ol 8,3 g/ ol Por lo tanto, la aa d uranio natural ncaria rá: 66,37 g (uranio natural) 539 g,7 5,339 kg Fíica º Bachillrato - Fíica uclar 8
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