FÍSICA de 2º de BACHILLERATO
FÍSICA NUCLEAR
CUESTIONES RESUELTAS QUE HAN SIDO PROPUESTAS EN LOS EXÁMENES DE LAS PRUEBAS DE ACCESO A ESTUDIOS UNIVERSITARIOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID (1996 − 2010)
DOMINGO A. GARCÍA FERNÁNDEZ DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA I.E.S. EMILIO CASTELAR MADRID
Inscrito en el Registro de la Propiedad Intelectual de la Comunidad de Madrid. Referencia: 16/2009/204
Este volumen comprende 11 cuestiones resueltas de FÍSICA NUCLEAR que han sido propuestas en 11 exámenes de Física de las Pruebas de acceso a estudios universitarios en la Comunidad de Madrid entre los años 1996 y 2010, en las siguientes convocatorias:
AÑO
EXAMEN Modelo
JUNIO
1996
SEPTIEMBRE 1
1997 1998 1999
1
1
2000 2001
1
2002
1
2003
1 1
2004 2005 2006 2007
1 1
2008 2009 Fase General 2010
1 1
Fase Específica Coincidencia
Para poder acceder directamente a la resolución de un ejercicio hay que colocarse en la fecha que aparece después de su enunciado y, una vez allí, pulsar: CTRL + “CLIC” con el ratón.
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ENUNCIADOS 1−
Calcule el defecto de masa y la energía total de enlace del isótopo 157 N , de masa atómica: 15,0001089 u. b) Calcule la energía de enlace por nucleón. Datos: Masa del protón: mp = 1,007276 u Masa del neutrón: mn = 1,008665 u Unidad de masa atómica: 1u = 1,66 x 10−27 kg Velocidad de la luz en el vacío: c = 3 x 108 m∙s−1 . Septiembre 1999
2−
Razone por qué el tritio 31 H es más estable que el helio-3 23 He . Datos: Masa del núcleo de helio-3: = 3,016029 u Masa del núcleo de tritio: = 3,016049 u Masa del protón: mp = 1,007276 u Masa del neutrón: mn = 1,008665 u Unidad de masa atómica: 1u = 1,66055 x 10−27 kg Velocidad de la luz en el vacío: c = 3 x 108 m∙s−1 .
a)
( )
(
)
Modelo 1999 3−
¿Cuáles son los tipos de radiaciones más comunes que se producen en una desintegración radiactiva?. Explique la naturaleza de cada una de dichas radiaciones. Modelo 2001
4−
a) b)
¿A qué se llama vida media de un núcleo inestable?. ¿Cuál es la Ley de desintegración radiactiva?. ¿Qué es una serie radiactiva?. Cita alguna de ellas. Septiembre 1996
5−
La ley de desintegración de una sustancia radiactiva es la siguiente: N = N0 e−0,003 t, donde N representa el número de núcleos presentes en la muestra en el instante t. Sabiendo que t está expresado en días, determine: a) el período de semidesintegración (o semivida) de la sustancia: T1/2 ; b) la fracción de núcleos radiactivos sin desintegrar en el instante: t = 5 T1/2 . Septiembre 2006
6−
U tiene un período de semidesintegración (semivida) de 250.000 años. El isótopo Si partimos de una muestra de 10 gramos de dicho isótopo, determine: a) la constante de desintegración radiactiva; b) la masa que quedará sin desintegrar después de 50.000 años. Septiembre 2002
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Cuestiones de Física Nuclear
7−
De los 120 g iniciales de una muestra radiactiva se han desintegrado, en una hora, el 10 % de los núcleos. Determine: a) La constante de desintegración radiactiva y el período de semidesintegración de la muestra. b) La masa que quedará de la sustancia radiactiva transcurridas cinco horas. Junio 2010 (Fase General)
8−
a)
9−
Se dispone inicialmente de una muestra radiactiva que contiene 5 x 10 18 átomos de un isótopo de Ra, cuyo período de semidesintegración (semivida) es de 3,64 días. Calcule: a) la constante de desintegración radiactiva del Ra y la actividad inicial de la muestra; b) el número de átomos en la muestra al cabo de 30 días. Junio 2003
10 −
Una muestra de un material radiactivo posee una actividad de 115 Bq inmediatamente después de ser extraída del reactor donde se formó. Su actividad 2 horas después resulta ser 85,2 Bq. a) Calcule el período de semidesintegración de la muestra. b) ¿Cuántos núcleos radiactivos existían inicialmente en la muestra?. Dato: 1 Bq = 1 desintegración / segundo. Junio 2007
11 −
Una roca contiene dos isótopos radiactivos A y B de períodos de semidesintegración de 1.600 años y 1.000 años respectivamente. Cuando la roca se formó el contenido de A y B era el mismo (1015 núcleos) en cada uno de ellos. a) ¿Qué isótopo tenía una actividad mayor en el momento de su formación?. b) ¿Qué isótopo tendrá una actividad mayor 3.000 años después de su formación?. Considere un año = 365 días. Junio 2009
¿Cómo se define la actividad de una muestra radiactiva?. ¿Cuál es su unidad en el Sistema Internacional?. b) El curio es la unidad de actividad definida como la actividad de una muestra de un gramo de radio. ¿Cuál es la relación entre esa unidad y la del Sistema Internacional?. Datos: La masa atómica del radio es 226 u. Constante de desintegración del radio: λ = 1,4 x 10−11 s−1 Número de Avogadro: NA = 6,022 x 1023 mol−1 . Modelo 2002
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CUESTIONES RESUELTAS
Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de septiembre de 1999 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Modelo de examen para 1999 − Cuestión 5
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Ejercicios
de acceso a la Universidad − Modelo de examen para 2001 − Cuestión 5
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Ejercicios
de acceso a la Universidad − Modelo de examen para 2001 − Cuestión 5
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Ejercicios
de acceso a la Universidad − Modelo de examen para 2001 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de septiembre de 1996 − Cuestión 5
Página 11
Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de septiembre de 1996 − Cuestión 5
Página 12
Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de septiembre de 2006 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de septiembre de 2006 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de septiembre de 2002 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2010 (Fase General) − Opción B − Cuestión 3
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2010 (Fase General) − Opción B − Cuestión 3
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Modelo de examen para 2002 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Modelo de examen para 2002 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2003 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2003 − Cuestión 5
Página 21
Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2007 − Cuestión 5
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Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2007 − Cuestión 5
Página 23
Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2009 − Cuestión 5
Página 24
Ejercicios de acceso a la Universidad − Examen de junio de 2009 − Cuestión 5
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