Guía 3 - Física 2

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Guía 3: Reacciones Nucleares 
Asignatura: Física 2 (Biotecnología) 
Docente (Teórica): Dr. BRIAN WUNDHEILER (brian.wundheiler@iteda.cnea.gov.ar) 
Docente (Practica): Dr. DIEGO MELO (diego.melo@iteda.cnea.gov.ar) 
Día/Horario: Miércoles, 16 hs a 22 hs 
Problema 1: Identifique el núcleo o partícula (X) que falta: 
 
 
 
Problema 2: Encuentre la energía liberada durante el decaimiento α utilizando la tabla 44.2. 
 
 
 
Problema 3: Un núcleo de 3H decae en 3He produciendo un electrón y un antineutrino, de acuerdo 
con la reacción: 
 
 
Los símbolos en esta reacción se refieren a los núcleos. Escriba la reacción refiriéndose a los átomos 
neutros, agregando un electrón a ambos lados. A continuación use la tabla 44.2 para determinar la 
energía total liberada en esta reacción. 
 
Problema 4: El núcleo 158O decae mediante captura de electrones. La reacción nuclear se escribe 
como: 
 
a) Escriba el proceso de comportamiento para una sola partícula dentro del núcleo. b) Escriba el 
proceso de desintegración atribuido a átomos neutros. c) Determine la energía del neutrino. Ignore 
el retroceso del núcleo hijo. 
 
Problema 5 Determine cuál de las siguientes desintegraciones pueden presentarse en forma 
espontánea: 
 
 
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Problema 6: Escriba el símbolo del isótopo correcto en cada uno de los cuadros en blanco de la 
siguiente figura, la cual muestra las secuencias de desintegraciones en las series radiactivas 
naturales, comenzando por el isótopo de vida más larga, el uranio 235, y terminando con el núcleo 
de plomo 207 estable. 
 
 
Problema 7: Identifique los núcleos y partículas X y X’ desconocidas en las siguientes reacciones 
nucleares: 
 
 
Problema 8: Después de determinar que el Sol existe desde hace cientos de millones de años, pero 
antes del descubrimiento de la física nuclear, los científicos no podían explicar por qué el Sol 
continuaba ardiendo durante un intervalo de tiempo tan prolongado. Por ejemplo, si fuese un fuego 
de carbón, se habría extinguido en aproximadamente 3000 años. Suponga que el Sol, cuya masa es 
1.99 x 1030 kg, originalmente consistía por completo en hidrógeno y su potencia de salida total es 
3.85 x 1026 W. a) Si supone que el mecanismo generador de energía del Sol es la fusión de hidrógeno 
en helio mediante la reacción neta: 
 
 
 
calcule la energía (en joules) entregada por esta reacción. b) Determine cuántos átomos de 
hidrógeno constituyen al Sol. Considere que la masa de un átomo de hidrógeno es 1.67 x 10-27 kg. c) 
Si la potencia de salida total permanece constante, ¿después de qué intervalo de tiempo todo el 
hidrógeno se convertirá en helio y hará que muera el Sol?. El tiempo de vida real proyectado del Sol 
es aproximadamente 10 mil millones de años, porque sólo el hidrógeno, un núcleo relativamente 
pequeño, está disponible como combustible. Sólo en el núcleo hay temperaturas y densidades 
suficientemente altas para que la reacción de fusión sea auto sostenible. 
 
Problema 9: El oro natural tiene sólo un isótopo, 19779Au. Si se irradia el oro natural con un flujo de 
neutrones lentos, se produce una emisión de electrones. a) Escriba la ecuación de esta reacción. b) 
Calcule la energía máxima de los electrones emitidos. 
 
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Problema 10: a) Suponga que un núcleo de 105B es golpeado por una partícula alfa, liberando en la 
reacción un protón y un núcleo producto. ¿Cuál es el núcleo producto?. b) Una partícula alfa y un 
núcleo producto son producidos cuando 136C es golpeado por un protón. ¿Cuál es el núcleo 
producto?. 
 
Problema 11: Se hace incidir un haz de protones de 6.61 MeV sobre un objetivo de 2713Al. Los 
protones que hacen colisión producen la reacción: 
 
 
 
Sin tomar en cuenta algún retroceso del núcleo producto, determine la energía cinética de los 
neutrones emergentes. 
 
Problema 12: Se observan las siguientes reacciones: 
 
 
 
Use la masa de 9Be de la tabla 44.2 y calcule las masas de 8Be y 10Be en unidades de masa unificadas 
a cuatro cifras decimales. 
 
Problema 13: a) Un método para producir neutrones para uso experimental es el bombardeo de 
núcleos ligeros con partículas alfa. En el método empleado por James Chadwick en 1932, las 
partículas alfa emitidas por polonio inciden sobre núcleos de berilio: 
 
¿Cuál es el valor de Q?. b) También a menudo se producen neutrones por medio de aceleradores 
de partículas pequeñas. En uno de los diseños, deuterones acelerados dentro de un generador Van 
de Graaff bombardean otros núcleos de deuterio: 
 
 
 
¿Esta reacción es exotérmica o endotérmica?. Calcule el valor Q. 
 
Problema 14: Calcule la energía mínima necesaria para retirar un neutrón del núcleo 4320Ca.