Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio RADIACTIVIDAD. El fenóm fenómen enoo de la radia radiact ctiv ivid idad ad fue fue de desc scub ubie iert rtoo casu casual alm men ente te po porr Henri Becquerel en 1896. Estudiaba los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia, para lo cual colocaba un cristal de Pechblenda, mineral que contiene uranio, encima de una placa fotogrfica envuelta en papel negro y las e!pon"a al sol. #uando desenvolv"a la placa la encontraba velada, hecho que atribu"a a la fosforescencia del cristal. $os d"as siguientes no hubo sol y de%ó en un ca%ón la placa envuelta con papel negro y con la sal de &ranio encima. #uando sacó la placa fotogrfica estaba velada, y no pod"a deberse a la fosforescencia ya que no hab"a sido e!puesta al sol. $a 'nica e!plicación era que la sal de uranio emit"a una radiación muy penetrante. (in saberlo Becquerel hab"a hab"a descubierto lo que Marie Curie llamar"a ms tarde radiactividad.
Mme. Curie %unto a su Curie, esposo Pierre empe)aron a estudiar el raro fenómeno que hab"a descubierto Becquerel . Estudiaron diversos minerales y se dieron cuenta de que otra sustancia el tori torio, o, era *rad *radia iact ctiv iva* a*,, t+rm t+rmin inoo de su inve invenc nció ión. n. emostraron que la radiactividad no era resul resulta tado do de un unaa reac reacci ción ón qu"mica, sino una propiedad elem lementa ntal de dell tom tomo. El fenómeno de la radiactividad era caracter"stico de los n'cleos de los tomos. En 1898 descubren dos nuevas sustancias radiactivas- el radio y el polonio, mucho ms activas que el uranio. Pierre estudiaba las propiedades de la radiación, y arie intentaba obtener de los minerales las sustancias radiactivas con el mayor grado de pure)a posible. Pierre probó el radio sobre su piel, y el resultado fue una quemadura y una herida, pronto el radio servir"a para tratar tumores malignos. Era el comien)o de las aplicaciones m+dicas premio que Mme. Curie da dar" r"aa a la radi radiac acti tivi vida dad. d. En 19 19/0 /0 reci recibi bier eron on el premio
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio Nobel de de
f"sica %unto con Becquerel por por el descubrim descubrimiento iento de la radiactivi radiactividad dad
natural. l poco tiempo murió Pierre #urie en un accidente debilitado como estaba por el radio. Mme. Curie siguió traba%ando y fue la primera mu%er que ocupó un puesto en la &niversidad de la (orbona en Paris. (iguió investigando %unto a Ernest Rutherford , qu quie ienn en enccon ontr tróó qu quee la rad radiac iación ión qu quee emit emit"a "ann las las sustan sustancia ciass radiac radiactiv tivas, as, ten"a ten"a tres tres compon component entes es que den denom ominóinó-alf alfa, a, beta beta y gamma.
Mme. Curie siguió estudiando el fenómeno de la radiactividad durante toda su vida, prestando especial atención a las aplicaciones m+dicas de la radiactividad %unto con los rayos 2, recien descubiertos. gotada, gotada, casi ciega, los dedos quemados y marcados por su querido radio, Mme Curie murió a los 6/ a3os de leucemia en 1904. (u hi%a Irene continuó su traba%o con la misma pasión %unto a su marido, con el que descubrió la radiactividad artificial y por lo que premio Nobel . recibieron el premio
Pechblenda
Placa 5otogrfica
mpresión de 7ayos eta QUÍMICA NUCLAR D!IN !INIC ICI" I"N N# En los los n' n'ccleos leos atóm atómic icos os oc ocur urre renn reacc eaccio ione ness qu quee so sonn estudiadas por la u"mica :uclear. urante +stas reacciones, el tomo libera gran cantidad de energ"a, como energ"a atómica.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio I.
RADIACTIVIDAD Es el cambio espontnea o artificial ;Provocado < nducido= en la composición nuclear de un n'clido inestable inestable con emisión emisión de part"culas nucleares y energ"a nuclear. nuclear.
I.A
RADIACTIVIDAD NATURAL Es la descomposición espontnea de n'cleos atómicos inestables con desprendimiento de radiaciones de alta energ"a. $as radiaciones emitidas son de 0 tipos- lfa, eta y >amma e -
–
C –
N –
1
14
14
4 14 6 e
14
C
7
N
+
0
−1
e
-
TIPOS DE RADIACIONES R$%o o P$rtícu&$ lfa
'í(bo&o α,
4 He + 2 2 eta
>amma
β,
γ ,
0
−1
0 0
γ
e
C$r$cterístic$s
Ve&ocid$d de (isi)*
(on n'cleos de ?elio ;corpuscular=
lrededor del 1/@ de la velo veloci cida dadd de la lu) lu) ;0/ ;0/ // //// AmBs=
(on ;corpuscular=
electrones
pro!imadamente el 9/@ de la velocidad de la lu) ;CD/ /// AmBs=
Es radiación electromagn+tica ;energ"a=
(imilar a la velocidad de la lu) ;0// /// AmBs=
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio PODER DE PENETRACIÓN
El poder de penetración var"a con el tipo de radiación, los materiales con mayor densidad, como el plomo son ms resistentes como protección contra la radiación. 5uente 7adiactiva 7<α 7<β
?o%a de
7 < γ
/,/1 mm l
0/ cm Pb
Papel
Co(+ort$(ie*to fre*te $ u* c$(+o e&ectro($g*,tico
+ + + +
7<β
+ +
7 < γ 7
- - - -
7 < β p 7<α
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio α F 7ayos lfa β< F 7ayos eta γ / F 7ayos >amma
RADIACIÓN
PARTÍCULA
lfa
eta
<
>ama
/
NOTACI"N 4 C
α, 4C ?e, α /
−1 / /
β, −/1 e, β
γ , γ
Enel s i gui ent ec uadr ov er emoscual essonl aspr i nc i pal espar t í c ul as i mpl i c a dasenf e nó meno sn uc l e ar e s .
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio ( * )Sonpaquet esener gét i c os( nos onc or pus cul ar es ) ,s i nc ar gaycon ma s ac e r o( e ne s t a doder e po s o) a.1
7#G:E( $5 ;α=, fueron descubiertas por Ernest 7uherford.
-
(on de naturale)a corpuscular de carga positiva.
<
#onstitu"do, por n'cleos de ?elio, doblemente ioni)ado. α F
[
4 C
?e
]
++
<
Hia%an a una velocidad promedio de C/ /// AmBs.
<
(on desviados por los campos electromagn+ticos.
a.C
7#G:E( EI ;β=, fueron descubiertas por Ernest 7uherford.
<
(on de naturale)a corpuscular de carga negativa.
<
(on flu%o de electrones β=
/
−1 e
<
lcan)an una velocidad promedio de CJ/ /// KmBs.
<
(on desviados por los campos electromagn+ticos.
a.0
7#G:E( > ;γ =, fueron descubiertas por Paul Hillard.
-
(on 7E
<
:o son corp'sculos materiales ni tienen carga ;el+ctricamente neutros= son pura energ"a.
<
En el vació via%an a la velocidad de la lu)L 0// /// KmBs.
<
:o son desviados por los campos electromagn+ticos.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio Grden de Penetración γ M β M α
b.
P7:#P$E( 5G7( E E(:IE>7#G: :&#$E7 urante cualquier emisión de radiaciones nucleares tiene lugar una transmutación, es decir, un elemento se transforma en otro de diferente n'mero de masa y n'mero atómico. Ioda ecuación nuclear debe estar balanceada. $a suma de los n'meros de masas ;$os super"ndices= de cada lado de la ecuación deben ser iguales. $a suma de los n'meros atómicos o cargas nucleares ;$os sub"ndices= de cada lado de la ecuación deben ser iguales.
b.1
E(:IE>7#G: $5 ;α= N
! → N−−C y + C α 4
4
e(+&o C08 9C
b.C.
4 &→C04 Ih + 9/ Cα
E(:IE>7#G: EI ;β= N
! → N +1 y + −/1 β
e(+&o 14 6#
→14D : + −/1 β
b.3
DESINTEGRACION GAMMA (γ ) N
! → N ! + // γ
Ejemplo:
14 6
#→146 # + // γ
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio I./
RADIACTIVIDAD TRAN'MUTACION NUCLAR #onsiste en obtener nuevos n'cleos estables o inestables a partir de n'cleos espec"ficos ;n'cleos blancos=, para ello se utili)an como Oproyectiles otros n'cleos o part"culas simples ;neutrones, protones, deuterones, rayos alfa, etc..=
!igur$# Esquema general de transmutación nuclear. &na part"cula proyectil impacta en el n'cleo blanco, este se desestabili)a y emite una part"cula nuclear acompa3ada de energ"a, generndose luego un nuevo n'cleo.
$a primera transmutación nuclear la reali)ó Ernest 7utherford en 1919, quien el bombardear gas nitrógeno con radiación alfa obtuvo un isótopo del o!"geno y protón. El proceso se representa mediante la siguiente ecuación nuclear-
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio $uego en 190C, Q. #hadRicA descubrió el neutrón por transmutación de 4e<9 J#<1C , para ello bombardeó una lmina de berilio con rayos alfa, la ecuación nuclear que representa dicho proceso es el siguiente-
Posteriormente en 1904, rene #urie descubrió la radioactividad artificial por transmutación de 10l
Not$ci)* de otr$s P$rtícu&$s P$rtícu&$ Protón
1 1
:eutrón
Not$ci)* 1
P,1 ?
1 /n
euterio
C 1
Positrón
/ +1
?
e
E%emplo9 4
1.
e+ 4C α→1C6 #+ /1 n
14 D
: + 4C α →1D/ G + 11 ?
09 19
06 K + /1 n →1D #l + 4C α
#untas part"culas alfa y beta emitir la siguiente relación nuclear.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio C08 9C
&→
CCC 86
7n + m
4
/
α +n
C
−1
β
'o&uci)* <
alance de :'mero de masaC08 F CCC 4m Gn mF4
<
alance de carga nuclear9C F 86 Cm
7pta. 4 part"culas lfa C part"culas eta
0.
!I'ION NUCLAR Proceso que consiste en la fragmentación de un n'cleo pesado en n'cleos ligeros con desprendimiento de gran cantidad de energ"a. 1 /
1.
n+
C0J 9C
&→
C06 9C
9/
&→ 08 (n +
140 J4
1 2e+ / n
!U'ION NUCLAR Proceso que consiste en la unión de dos o ms n'cleos peque3os para formar un n'cleo ms grande en donde la masa que se pierde durante el proceso de fusión se libera en forma de energ"a. E%emplo. C
? 1
6 0
0
+1
4
1
? → C ?e + / n
1
4
0
$i + / n →C ?e + 1 ?
!isi)* Nuc&e$r.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio Ve*t$$s Iecnológicamente, es relativamente fcil implementar y controlar una planta de fisión, debido a ello e!isten muchas plantas nucleares en pa"ses desarrollados e incluso en algunos pa"ses en v"as de desarrollo. Es indudable que la energ"a de fisión es mucho mayor que la energ"a obtenida de combustibles fósiles ;carbón, petróleo, gas natural, etc..= Des2e*t$$s 1. El combustible &
!usi)* Nuc&e$r. Ve*t$$s 1. e%a muy pocos productos radioactivos de vida media muy corta, por lo tanto es un proceso Olimpio desde el punto de vista de la contaminación ambiental. C. El combustible es abundante ;1?1 y 1?C principalmente, que se encuentran en el $gu$= e inagotable, por lo tanto barato. 0. :o seria peligroso una planta nuclear de fusión, pues no hay posibilidad de que la reacción quede fuera de control. 4. $a fusión genera mayor energ"a que la fisión. Des2e*t$$s Iecnológicamente es muy dif"cil implementar y poner en funcionamiento una planta nuclear a base de fusión, pues no e!isten actualmente materiales que resistan temperaturas muy elevadas ;muchos millones de S#= para contener los combustibles en estado plasmtico. (e espera que a mediados del siglo C1 haya plantas nucleares de fusión e!perimentales en operación.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio Radiactividad Artificial
5ue descubierta por rene Qoliot #urie y consiste en la descomposición espontnea de un n'cleo atómico artificial inestable , con emisión de rayos beta negativo, beta positivo y rayos gamma, si el n'cleo es liviano, en n'cleos pesados;transurnicos= se puede emitir rayos alfa, beta negativo, beta positivo y rayos gamma. 7<α
l < 2
P < 01 - -
27 13
Al
+
4 He + 2 2
31 15
P +
γ
PROBLEMAS RESUELTOS Y PROPUESTOS
I.
RADIACTIVIDAD#
1.
T#ul de los siguientes nucl"dos se producir por emisión de una &U part"cula $5 ;α= del nuclido de C08 9C a=
C04 9/
b=
C4C 90
Reso&uci)*# plicando-
Ih
d=
C04 9C
:p
e=
C4C 9/
&
Ih c=
C04 94
Pu
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio C08 9C
&→ N 2 + 4C α
onde-
F C08 V 4 F C04 C04 9/
⇒
2
N F 9C VC F 9/ ∴ El n'clido es-
C04 9/
Ih
7pta. ;a= C.
&n isótopo
a b
2 es bombardeado con part"culas O α originndose
$a reaccióna b
2 α →
19D D9
u n
T#ules es el valor de abU a= 19D b= CJ/ c= C69 d= CD1 b= C81
Reso&uci)*# plicando el balance en la 7!a b
2
4 C
α→
19D D9
u
1 /
n
ondea F 198 V 4 F 194 b F D9 V C F DD $uego- a b F 194 DD F CD1 7pta.- ;d= 0.
e las siguientes reacciones nucleares la reacción de 5isión nuclear es-
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio 16 8
G 1/n→106# 4C?e
a.
C
b.
? 01?→4C?e 1/n
1
c.
14 D
: 4Cα→168G C1?
d.
C0J 9C
e.
CD 10
& → C049/Ih4Cα
l1/n→C41Cg11?
7pta. ............................ 4.
T#ul de los siguientes nuclidos se producir por emisión de una &U part"cula Oα del nuclido de uranio- C0J 9C a)
c)
C06 9C
C0J 91
&
b)
Pa
d)
C09 94
C0J 90
Pu
:p
e)
C01 9/
Ih
7pta. ............................ J.
T#untas part"culas lfa ;α= y eta ;β= emitir la siguiente reacción nuclearU C09 94 Pu
a= 1LC
→
C01 90 X
α3 β
b= CL0
c=1L4
d= CL4
e= 1LJ
7pta. ............................ 6.
$os rayos emitidos por una fuente radiactiva pueden desviarse por un campo el+ctrico T#ul de las siguientes proposiciones son verdaderas ;H=U = = =
$os rayos Oα se desv"an hacia la placa negativa $os rayos Oβ se desv"an hacia la placa positiva $os rayos Oγ no se desv"an
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio
7pta. ............................ D.
Te ) al ser bombardeado con part"culas alfa ; α= El isótopo Ieluro ( 10/ JC origina un nuevo elemento y libera dos neutrones por cada tomo de Ieluro T#untos neutrones tiene el nuevo elemento transmutadoU
a= J4
b= 64
c= DC
d= 8C
e= 9C
7pta. ............................
Prob&e($s Pro+uestos# Ni2e& /4sico. 1. ndicar verdadero ;H= ó falso ;5= seg'n corresponda respecto a la radiactividad . &n n'cleo inestable sólo puede emitir radiaciones alfa, beta y gamma. . $a primera transmutación nuclear lo reali)o 7utherford cuando utili)ó radiación alfa como proyectil sobre tomos de nitrógeno. . $as radiaciones beta consisten en un flu%o de electrones. H. $as part"culas alfa se desvian hacia el polo positivo de un campo electromagn+tico. a= 5HH5 b= H5H5 c= 5HHH d= H5HH
e= HH55
C. ndicar verdadero o falso seg'n corresponda . $as part"culas beta se desv"an ligeramente de su trayectoria lineal . $a radiación gamma sufre desviación en un campo electromagn+tico. . $os rayos gamma y alfa tienen naturale)a corpuscular. a= H5H b= H55 c= 555 d= HH5
e= HHH
0. (obre la radiactividad lo incorrecto es a= 5ue descubierta por ecquerel, siendo estudiada tambi+n por 7utherford.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio b= $os fenómenos nucleares son ms energ+ticos que los fenómenos qu"micos o f"sicos ordinarios. c= $a radiactividad natural puede emitir 0 tipos de radiaciones - α , β , γ . d= (eg'n el poder de penetración γ M α M β e= Presentan mayor grado de desviación los rayos beta, que los alfa frente a un campo electromagn+tico. 4. ?allar el n'mero de part"culas neutras que contiene el n'cleo resultante en el 9
siguiente proceso a= 0
4
Be
;p, α= W
b= 4
c= J
d= 6 214
J. e la siguiente ecuación qu"mica
83
T#untas part"culas α y β se emitieronU a= 1 y 0
b= C y 0
d= C y 4
e= 1 y C
c= 1 y 4
6. #ompletar la reacción 27 13
Al
4 30 He + 2 → P W 2 15
a= n
b= β
d= p
e= α
D. #ompletar -
14 7
N
;W, p=
a= α
b= β<
d= β
e= n
8. #ompletar -
210 83
c= β
Bi
17 8
O
c= γ
210
→
a= n
b= α
d= β
e= γ
84
Po
e= C
W c= β<
Bi
210
→
84
Po
W
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio 9. En la serie de decaimiento del & V C08. (e emite part"culas α y β hasta obtener
214 82
Pb
como n'cleo final. T#untas part"culas α y β se emitieronU
a= 6 y 4
b= 6 y C
d= 0 y C
e= J y J
c= 1C y 6
1/. ndicar verdadero ó falso seg'n corresponda &na part"cula alfa es id+ntica a un n'cleo de helio. . $os rayos γ tienen menor poder ioni)ante que los rayos beta. . En un decaimiento beta el n'cleo padre y el n'cleo hi%o son isóbaros a= HHH b= HH5 c= 5H5 d= 5HH
e= H5H
11. ?allar el n'mero de part"culas neutras que contiene el n'cleo resultante en el siguiente proceso -
23 11
Na
a= 8
b= 1/
d= 14
e= 16
;, n= W c= 1C
1C. ndicar el n'mero de neutrones de un n'cleo inestable que emite 0 part"culas beta y C part"culas alfa, siendo el n'cleo final a= 8
b= 1/
d= 1C
e= 14
14 7
N
c= 18
10. Esco%a el n'clido que completa la siguiente ecuación nuclear -
14 7
W n W γ a=
d=
18 10
17 8
b=
Ne
O
e=
18 9
F
17 9
F
c=
18 8
O
N
α →
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio 14. &n isótopo
a b
Z
es bombardeado con part"culas alfa, originndose la
reacción nuclear a b
Z
4
2 He
+2
197
→
79
Au
1 0
n
#alcular - Oa b a= 149
b= 194
d= CD1
e= 0C4
c= C04
239
1J. En la siguiente ecuación nuclear #alcular O a= C08
b= C09
d= C41
e= C0D
92
X
A
→
z
U
β γ .
c= C4/
16. ndicar la verdad ;H= o falsedad ;5= de las proposiciones • $os rayos α son atra"dos por la parte negativa de un campo el+ctrico. • 7utherford descubrio la naturale)a de los rayos α, β, γ . • ebido al descubrimiento de los rayos O!, se descubrio el fenómeno de la radiactividad. • $a emisión espontnea de radiaciones se lleva a cabo en la )ona e!tranuclear. a= H555 b= 5H5H c= HH55 d= 5HHH e= H5H5 1D. (i un tomo radiactivo emite una part"cula alfa que proposición es verdadera a= (u n'mero msico aumenta en C y su carga nuclear aumenta en C. b= El n'cleo resultante es isóbaro con el tomo radiactivo. c= (u carga nuclear aumenta en C y su n'mero msico disminuye en 4. d= El tomo radiactivo y el n'cleo resultante son isótopos. e= El n'cleo resultante tiene neutrones igual a - V ) V C, siendo y ) n'mero msico y carga nuclear respectivamente del tomo radiactivo. 18. (obre la radiactividad y los fenómenos nucleares . Gcurre la transmutación elemental debido a la emisión de part"culas por parte de un n'cleo atómico inestable. . ebido a este proceso los n'cleos inestables alcan)an la estabilidad.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio . Puede ser espontneo o artificial ;inducido=. H. Por lo general son procesos endot+rmicos. Es ;son= correcto ;s= a= , , H b= , , c= , , H d= , , H e= Iodas
19. (e3alar al n'cleo padre en 40
WW →
a=
d=
39 19 39 18
20
Ca
0
− 1 β
K
b=
e=
A
40 18
40 19
C/. (e3alar el n'cleo hi%o en a=
234 94
c=
A
40
Ca
20
K
238 92
U
4
→ W
2
240
b= 90 !"
Pu
234 d= 90 !"
e=
C1. ndicar la part"cula emitida en a= α
b= γ
d= n
e= β<
236 92
27 13
Al
c=
a=
92
U
1 0
n
240 94
U
30
;α, W= 15 P c= β
CC. Tu+ ecuación nuclear es incorrectaU 238
He
239 0 N# → − 1 β 93
Pu
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio 239 b= 93 N# →
c=
d=
e=
239 94 238 92
239 94
Pu
U
1 0
1D
Pu
4 2
239
Pu
94
n
→
1 0
n
He
0
−1
β
240 0 A$ β 95 −1 255
→
100
F$
0
8 − 1 β
240 0 C$ n → −1 96
C0. $a suma de los n'meros atómicos de dos isóbaros es igual a 180 y la diferencia en el n'mero de neutrones es igual a la unidad. T#untos neutrones tiene el isóbaro de mayor n'mero atómico, si este al emitir una part"cula alfa genera un n'cleo de n'mero de masa C1/U a= 1CC b= 1C0 c= 1C4 d= 1CJ
e= 1C6
C4. O! emite una part"cula β generando un nuevo n'cleo Oy, es correcto afirmar . O! tiene ms masa que Oy . Ianto O! como Oy son isóbaros . Oy presenta menos part"culas positivas en su n'cleo que O! a= y b= y c= y d= (ólo
e= (ólo
CJ. (on proposiciones incorrectas . $a radiactividad puede ser espontnea o inducida. . $os rayos alfa son atra"dos por el polo positivo de un campo el+ctrico. . Iodas las radiaciones emitidas ; α, β, γ = son corpusculares. H. $os rayos gamma son muy penetrantes pero de ba%o poder de ioni)ación. a= y b= y c= y H d= y
e= y
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio C6. (e preparó un isótopo del elemento 9C por bombardeo del 14
n'cleos de
7
N
92
U
con
, si se emitieron 6 neutrones. T#ul es el n'mero de
neutrones del n'cleo resultanteU a= 10/ b= 10J d= 14J
238
c= 14/
e= 14D
CD. En la serie natural de desintegración radiactiva del uranio V C0J se observa la emisión de un cierto n'mero de part"culas α y β hasta finalmente formar el n'cleo de plomo V C/D. eterminar la cantidad de part"culas α y β emitidas. a= D y 4 b= 0 y 4 c= 6 y 4 d= 4 y D
e= 4 y 6
C8. En cual de los siguientes casos el n'cleo generado es isótopo con el n'cleo padre . . .
23 11
9 4
Na
Be
28 13
;p, n= ...
;, p= ...
Al
;p, γ = ...
a= y
b= y
c= y d= (ólo
e= (ólo
130 C9. l completar indicar los neutrones del n'cleo producido - 52 !e → ...... C
1 0
2 1
H
n
a= 64
b= 69
d= DD
e= 81
c= D1
0/. (obre el n'mero 5r V CC0 ;) F 8D= impacta un proyectil de bombardeo, logrando la formación de Pu V C41 ;) F 94= con la liberación de dos neutrones. ?allar el n'mero de neutrones presentes en el proyectil.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio a= 1J
b= 1C
d= 10
e= 18
c= 14
Ni2e& I*ter(edio 1. ndicar verdadero ;H= o falso ;5=, seg'n corresponda. $as part"culas α tienen una carga igual a C . &na part"cula beta ;β= tiene una masa igual a cero . $as emisiones gamma se desv"an hacia la placa con carga negativa - HHH
- H55
- HH5
E- 5HH
#- 55H
C. 7especto, a las velocidades que las radiaciones podemos afirmar- α F β M γ - α F β F γ #- α M β M γ - α X β X γ
E- α M β X γ
0. e. ?enry ecquerel en 1896 descubre la radiactividad natural que es el proceso mediante el cual una sustancia se desintegra espontneamente . El proceso radioactivo se genera por inestabilidad del n'cleo . $as part"culas Oα y Oβ son de naturale)a corpuscular (on no incorrectas- (ólo
- (ólo
- y
E- Iodas
#- (ólo
4. 7especto a la fisión nuclear y a la fusión nuclear. T#ul es incorrectoU En la naturale)a sólo el &
$as temperaturas requeridas para iniciar la fisión son mayores que para la fusión.
#-$a fusión nuclear no de%a productos radioactivos contaminantes. -
$a bomba de neutrones se basa en la fusión nuclear.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio E-En la bomba atómica el &
90 35
134 54
131 53
136 54
134 53
Ag es un emisor beta, indique el n'mero de neutrones que 1/. El radioisótopo posee el n'cleo hi%o. - 61 - 6C #- 64 - 6/ E- 6J 110 47
11. $a siguiente transmutación nuclear fue reali)ada en 1904 por rene #urie, en la cual el n'cleo obtenido es radiactivo ;descubrimiento de la radiactividad artificial=. Al α → n/ ...... T#untos neutrones posee el nuevo n'cleoU 27 13
- 10 - CC #- 18 - C/ E- 1J 1C. El radioisótopo :a
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio 14 7
N
α →
17 8
O
Y
n → Y C - 18 - C4 #- C/ - C8 E- CC b a
13 6
E
14. #uando se desea producir una descarga en tubo de gas, hay que vencer cierta inercia, para ello se incorpora una fuente radiactiva. Kr<8J ;NF06= la cual se obtiene a partir de la transmutación nuclear. Kr n/ ...... H → T#ul es la identidad del n'cleo blancoU 2 1
85 36
- r V 84
- (e V 84 #- r V 8J - s V 8C E- V 101
1J. #omplete la siguiente ecuación nuclearFe;......, Cn= Co 56 26
56 27
y luego indique su proyectil - - β #- α - β E- n 16. Para el proceso J D → 209 83
2 1
210 A 84
/n1
T#untos deuterones se requieren para transmutar 4// n'cleos de Q
- 11 - 0/ #- C9 - 8 E- CD 18. &n h"lido
A Q Z
es bombardeado con part"culas O α originando la reacción-
A Q + α →197 Au + Neutrón Z 79
etermine los nucleones neutros de O - 1/9 - 191 #- 11D - 19/ E- 1C9 19. (ean las reacciones-
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio 27 25 J Al +12 H →12 Mg +R E 13 44 44 C +LT Q →21 !" +10 n 20
#alcular-
%=
3#T + L$ J+R
- / - 1 #- C - 0 E- 6 &u emite una part"cula O αU C/. Tu+ n'clido se obtiene cuando el - 94PuC0D - 9/IhCC9 #- 94PuC0/ - 9/IhC0D E- 9/IhCCD 233 92
C1. Tu+ n'clido se obtiene cuando el radio, 887aC/6 es bombardeado con una part"cula Oα, si libera un positrónU - 867nC1/ - 8D5r C1/ #- 89cC16 - 9/IhC1/ E- 89cC1/ CC. Tu+ n'clido al liberar un protón, forma la especie 8D5r C/8. - 867nC1/ - 9/IhC16 #- 887aC/9 - 867nC/D E- 867nC/8 C0. Tu+ n'clido al ser bombardeado con un neutrón forma la especie qu"mica 8CPbC/4 si libera J part"culas alfa.U - 8/?gC// - 94PuC4C #- 8D5r CC0 - 887aC4C E- 9C&CC0 C4. T#untas part"culas alfa y beta debe emitir el 9C&C08 para obtener la especie 8CPbC/CU - 8 y 9 - D y 6 #- 6 y D - 9 y 8 E- 1/ y 8 CJ. Tu+ emisión debe producirse para que el radio 887aC16 se convierta en 867nC1CU - lfa - eta #- Protón - :eutrón E- Positrón C6. $a especie ercurio 8/?gC/C es bombardeado con una radiación desconocida 2 formando la especie 94PuC08 y liberando C positrones. #alcular el n'mero de neutrones de 2. - 16 - 06 #- 1/ - C/ E- 18 CD. breviar la reacción nuclear la siguienteXe ...... I α → - I ;α , I= Xe 122 54
120
53
120 53
122 54
-
120 I 53
;α , β=
#-
120 I 53
;α , β=
122 54
-
120 I 53
;α , =
122 54
E-
120 I 53
;α , n=
122 54
122 54
Xe
Xe
Xe
Xe
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio C8. T#ul no es una transmutación nuclearU - N α → O - 4e9;α L n=6#1C #- 10lCD;αL n= 1JP0/ - 4Co98 1?C → 40Ic99 /n1 E- C → Be β 17 8
14 7
1
1
H
11 5
11 6
C9. #ierto elemento de "ndice de masa CCC y carga nuclear 86, sufre un decaimiento Oα T#ul es el n'cleo hi%oU D - J #- A E- ! 206 82
234 90
238 92
235 92
218 84
0/. T#ul de las reacciones nuclearesL representa una emisión positrónicaU "a → "# ...... γ . 226 88
222 86
.
239 92 $
.
20 11
→ →
N
239 93 N%
20 10
...... υ
...... υ
Ne
- y
- y
-
E- y
#-
01. #onsidere las siguientes reacciones nucleares y diga en cul de ellas emite mayor cantidad de neutrones. Al α → & ...... . 27 13
30 15
.
252 C' 98
10 5
B
→
257 !r 103
......
.
249 C 96
12 6
C
→
254 No 102
......
- - #-
- y E- y
0C. $as estrellas gigantescas ro%as, que son ms fr"as que el sol, producen energ"a por medio de la reacciónBe H → !) He E :E7>Z #alcule la energ"a liberada en eH. 9 4
1 1
6 3
atos9 4
Be
F 9./1J/ uma
6 3
!)
F 6./1D/ uma
1 1
H
F 1.//D0 uma
4 2
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio 4 2
He
F 4.//1J uma
- /.0JD8 - 0.J0D8 #- 0J.0D8 - 0J0.D8 E- 0J0D.8
Ni2e& A2$*z$do. 1.ndique Herdadero ;H= o falso ;5= seg'n corresponda % El fenómeno de la radioactividad se presenta en n'cleos inestables. % $a radiación alfa est compuesta por n'cleos de helio. % $a radiación gamma tiene naturale)a corpuscular. % $a desviación de la radiación beta, al pasar por un campo el+ctrico, se debe a que posee carga. a= HH55 b= HHH5 #=55HH d=555H e=HH5H C.ndique Herdadero ;H= o falso ;5= seg'n corresponda, respecto a la radioactividad. • 5ue descubierta por ntoine V ?enri ecquerel • Es una emisión espontnea de part"culas y energ"a, debido a la descomposición de n'cleos inestables. • $a emisión beta se produce cuando en los n'cleos inestables hay ms neutrones que protones. • El positrón ;[ = es equivalente a un protón a= HHH5 b=HH5H c=HH55 d=55HH e= 555H 0.ndique las proposiciones verdaderas • $os rayos gamma se despla)an a la velocidad de la lu). • #uando un n'cleo se desintegra, conserva su identidad. • $os rayos alfa tienen mayor poder de ioni)ación • $a radiación alfa se presenta en n'cleos livianos. a= , Y H d= Y H b= y e= , Y c= y H 4.ndique Herdadero ;H= o falso ;5= seg'n corresponda • (i un n'cleo emite [, el nuevo n'cleo tendr mayor n'mero atómico. • (i un n'cleo emite [<, entonces origina un n'cleo isóbaro al n'cleo padre. • (i un n'cleo emite [ <, entonces origina un aumento en la carga nuclear, respecto al n'cleo padre. • (i un n'cleo emite part"culas alfa, su carga nuclear permanece constante.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio a= HH5H d= HH55
b= 5HH5 e= HHH5
c=555H
J.ndica la veracidad ;H= y la falsedad ;5= de cada una de las siguientes afirmaciones. • El poder de penetración de \ es mayor que la de [. • $a fusión nuclear libera ms energ"a que la fisión. • El decaimiento \ es propio sólo de n'cleos livianos. • $os rayos 2 y ultravioleta son e%emplo de radiaciones ioni)antes. • $a primera transmutación nuclear artificial que dio origen a un n'clido radioactivo fue reali)ada por 7utherford. a= H5H5H c= 5H5H5 e= 555HH b= HH5HH d= 5HHH5 6.&n n'cleo atómico emite C part"culas \ y una [. ndique lo incorrecto. a= El n'cleo hi%o tiene cinco neutrones menos que el padre. b= El n'cleo resultante pertenece a un elemento que se encuentra tres casilleros a la i)quierda del original. c= $a masa del n'cleo padre es cuatro unidades mayor que la del hi%o. d= $a carga nuclear del hi%o es 0uac. mayor que la del padre. e= El catión divalente del tomo al que pertenece el n'cleo original ser"a isoelectrónico con el anión trivalente del tomo al que pertenece el n'cleo resultante. D. partir de las siguientes ecuaciones nucleares, determine la cantidad de neutrones emitidos en total. ( n → ? WW o ? →
Ic WW
? ? → ?e WW i ? → a= J
b= 1
c= C
Po W d= 4
e= 0
8.$a suma de los n'meros atómicos de dos isóbaros es 16D y la diferencia en sus n'meros de neutrones es la unidad. etermine la cantidad neutrones que tiene el isóbaro de mayor n'mero atómico, si este, al emitir una part"cula alfa, origina un n'cleo con n'mero de masa C1/.
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio a= 101
b= 10/ c= 1C9 d= 1C6 e= 104
9.etermine el isotopo de radón ;NF86= del cual comien)a una serie radioactiva, al emitir tres part"culas alfa y dos part"culas beta ; no necesariamente en ese orden=, produci+ndose el n'clido Pb. a= 867nCCC b= 867nCC4 c= 867nCC0 d= 867nCC1 e= 867nCC/ 1/. El elemento meitnerio fue nombrado asi en honor a $ise eitner. ]ste se obtiene por la siguiente transformacióni 5e → t n etermine el n'mero de neutrones del meitnerio. a= 16D b= 109 c= 1JD d= 1C6 e= 140 11. &n isotopo Ie V 10/ ;NFJC= al ser bombardeado por un deuterón origina un nuevo n'cleo y libera dos neutrones. etermine la cantidad de electrones en el catión trivalente del nueve elemento qu"mico. a= 4D b= J0 c= 40 d= 48 e= J/ 1C. (obre un n'cleo de francio V CC0 ;NF8D= impacta un proyectil de bombardeo, logrndose la formación de plutonio V C41 ;NF94= con la liberación de dos neutrones. etermine la cantidad de neutrones en el proyectil del bombardeo. a= 1J b= 1C c= 14 d= 10 e= 18 10. #omplete las siguientes ecuaciones nucleares e indique las especies faltantesg;n,W= :a • •
;n,W=
• 8G;n,\=W
a= pL eL # b= pL eL # c= \L p
:
:a
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio d= [L
$iL
e= d,
e,
#
14. #omplete las siguientes ecuaciones nucleares y d+ como respuesta la diferencia entre la suma de los de las especies faltantes y sus respectivos N. • e;p,U= $i C • ?;U,y= 0 ? • U;n, p= # • 5;p, a= U a= 1/ b= 1J c= 18 d= C0 e= C6 1J. &na serie de desintegración se inicia con el :p
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio
C/. En la e!plosión de una bomba atómica ocurren las siguientes reacciones nucleares que debe balancear, reempla)ando las incógnitas por lo que representan en realidad• 9C&C0J /n1 → J6a14/ 0/n1 % • 9C&C0J /n1 → JJ#s144 0Dn9/ CA • 9C&C0J /n1 → 0J r 8D 0/n1 l • 9C&C0J /n1 → 6C (m16/ 0/NnDC 4m espu+s de hacerlo, realice la siguiente operacióna= 0BD4 b= 8B0 c= 6BJ
d= 18B9
e= :
C1. El cobalto<6/ tiene una vida media de J a3os. Tu+ cantidad de cobalto quedar despu+s de 1J a3os si la muestra original era de 16gU a= 1/g b= 8g c= 6g d= 4g e= Cg CC. El carbono<14 se desintegra por emisión beta con una vida media de JD0/ a3os. &n determinado ob%eto tenia originalmente 16^g de este radion'clido. etermine la edad del ob%eto si ahora tiene 1^g de #<14. a= JD0/ a b= 1146/ a c= CC9C/ a d= C86J a e= J4// a C0. $a t+cnica del potasio<4/ puede utili)arse para datar ob%etos de hastaa= 1/ /// a3os b= J// /// a3os c= J/ /// a3os d= 4 J// a3os e= 1 /// /// a3os C4. $a t+cnica del carbono<14 solamente es 'til para fechar ob%etos con una antig_edad inferior a-
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio a= b= c= d= e=
1// a3os J /// a3os J/ /// a3os 4 J// a3os 1/ /// a3os
CJ. (e3alar la relación incorrecta respecto a radioisótopo y su aplicacióna= # V 14- determinación del mecanismo de la fotos"ntesis b= #<11- detección enfermedades del cerebro. c= P<0C- tratamiento de cncer al pulmón. d= Ic<99- gammagraf"a e= K<4/- datación de muestras con antig_edades mayores a J/ mil a3os. C6. (e llama periodo de semidesintegración aa= El tiempo medio de vida de un elemento radioactivo b= El tiempo que demora una emisión radioactiva en desaparecer. c= $a vida que presenta un material radioactivo que es equivalente a la mitad de su e!istencia. d= El tiempo que demora una sustancia para que su masa se redu)ca a la mitad. e= :.. 00. $a serie radiactiva, empie)a con la desintegración del Ih
$a bomba de neutrones se basa en la fusión nuclear.
E-En la bomba atómica el &
- 5usión nuclear - esintegración β
Profesor Lic. Roberto Rodríguez Osorio #- Emisión α
- Emisión positrónica
E- 5isión nuclear 06. dentifique las siguientes reacciones nucleares235 1 90 142 1 ( +0 n →37 R) +55 C* + 30n . 92 . 3+ L, +12 H → 242 He 249 12 257 1 C- + + C →104 (n. + 4 0 n . 9' - - Iransmutación - - 5isión nuclear #- - 5isión nuclear
- - Emisión α
E- - 5usión nuclear C8. &na muestra mineral contiene 4,D6mg de uranio
