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Ejercicio B5. (Calificación máxima: 2 puntos) Un isótopo de una muestra radiactiva posee un periodo de semidesintegración de 5730 años. a) Obtenga ...

Ejercicio B5. (Calificación máxima: 2 puntos) Un isótopo de una muestra radiactiva posee un periodo de semidesintegración de 5730 años. a) Obtenga la vida media y la constante radiactiva del isótopo. b) Si una muestra tiene 5⋅1020 átomos radiactivos en el momento inicial, calcule la actividad inicial y el tiempo que debe trascurrir para que dicha actividad se reduzca a la décima parte. Solución: a) La desintegración nuclear sigue una cinética de primer orden (cuanto más tiene, más desintegra) y se rige por la Ley ???? = ????0 · ????−???????? ; ???? = ????0 · ????−???????? = ????????, donde λ es la constante de desintegración radiactiva. Además ???? = 1 ???? = ????1 2 ????????2 = 8267 ????ñ???????? = 2.61 · 1011???? => ???? = 3.84 · 10−12 ????−1 b) ???? = ???????? = 1.92 · 109 ???????? Como es una cinética de primer orden, el tiempo que pasa para que se reduzca la muestra al 10% es el mismo para que la actividad


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SoluciónEVAUMadridFísica2021JunioV2
7 pag.

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Solución:

a)

La vida media (t1/2) es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los átomos de una muestra radiactiva. En este caso, el periodo de semidesintegración es de 5730 años, por lo que la vida media es de 5730/2 = 2865 años.

La constante radiactiva (λ) es una medida de la rapidez con la que se desintegran los átomos de una muestra radiactiva. Se puede calcular a partir del periodo de semidesintegración mediante la siguiente expresión:

λ = ln(2) / t1/2
λ = ln(2) / 2865
λ = 3,84 × 10^-12 s^-1

Respuesta:

La vida media del isótopo es de 2865 años y la constante radiactiva es de 3,84 × 10^-12 s^-1.

b)

La actividad inicial de la muestra es:

A_0 = N_0 * λ
A_0 = 5 × 10^20 * 3,84 × 10^-12
A_0 = 1,92 × 10^9 Bq

El tiempo que debe trascurrir para que la actividad se reduzca a la décima parte es el mismo que el tiempo que tarda la muestra en desintegrarse en un 90%. Este tiempo se puede calcular mediante la siguiente expresión:

t = ln(1 - 0,9) / λ
t = ln(0,1) / 3,84 × 10^-12
t = 2,61 × 10^11 s
t = 8267 años

Respuesta:

La actividad inicial de la muestra es de 1,92 × 10^9 Bq y el tiempo que debe trascurrir para que la actividad se reduzca a la décima parte es de 8267 años.


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