TEMA 11 INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA
NUCLEAR
1.- Considere los
núcleos de los átomos 
y 
. Compare
sus constituciones. El U-238 da lugar a la siguiente reacción : 
;
después por radiactividad natural :
X ® Z + 1 electrón (*)
Z ® T + 1 electrón
a) ¿Qué posiciones
ocupan en el Sistema Periódico X, Z y T respecto a ?
b) ¿Cuál es en
minutos el período de semidesintegración en la reacción (*), si la masa inicial
de X llega a ser 2,72 veces más pequeña en 2*103 s ?
2.- El isótopo 235
del Uranio experimenta la reacción de fisión :
a) Determinar a
y b sabiendo que Y tiene 9 electrones en su cuarto nivel
energético.
b) Las masas
isotópicas exactas son :
|
Elemento |
uma |
|
U-235 |
235,140 |
|
Y |
94,945 |
|
I |
138,955 |
|
n |
1,009 |
¿Cuál es en
Kilojulios la energía desprendida por un átomo-gramo de Uranio 235 que
experimenta fusión ?. Dato : c=3·105 Km·s-1.
3.- Un núcleo M
reacciona con un protón para dar dos núcleos de Helio. Se pide :
a) Caracterizar el
núcleo M.
b) Determinar la
energía del proceso nuclear en MeV; ¿es absorbida o desprendida ?
c) Masa isotópica de
M
Datos :
1 uma = 931 MeV
|
|
masa (uma) |
|
Hidrógeno |
1,0081 |
|
Helio |
4,0039 |
|
Defecto másico (reacción) |
0,0186 |
4.- Completar las
siguientes reacciones nucleares :
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
5.- En la
transformación completa de en 
.¿Cuántas
partículas alfa y cuántas partículas beta se emiten por cada átomo de formado ?
6.- Completar las
siguientes reacciones de transmutación :
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
f) 
7.- En la determinación de la
edad de una roca por el método del U-238 se encuentra que el contenido residual
del mismo es del 52% del que previsiblemente contenía inicialmente. Estimar cuál
será la edad de la roca.
Dato : Período
de semidesintegración del U-238 = 4,5·109 años.
8.- El isótopo
radiactivo del Fe (
) se
utiliza en medicina para el diagnóstico de la anemia. Si la actividad de 1 g de
sangre en el momento inmediato a la administración de una dosis del mismo es de
680 desintegraciones/minuto. ¿Cuánto tiempo tardará en disminuir a 300
desintegraciones/minuto ?
Dato : t1/2
= 45 días.
9.- Los seres vivos
contienen una proporción de 14C suficiente para producir 14 desintegraciones
por minuto y por gramo de carbono. Después de la muerte del organismo el C-14
se desintegra sin recuperación, con un período de semidesintegración igual a
5570 años. Calcular :
a) La abundancia de 14C
en el C que forma parte de los seres vivos.
b) La edad de una
muestra que produce 4 desintegraciones por minuto y por gramo de carbono.
10.- Calcular la
energía de enlace por nucleón en MeV para los isótopos 
y 
cuyas
masas son respectivamente 15,99491 y 16,99913 uma. ¿ Cuál de los isótopos es de
esperar que sea más estable ?
Datos :
|
1
uma = 1,66057·10-27 Kg = 931MeV |
|
c = 2,998·108 m/s |
|
qe
= 1,602·10-19 C |
|
mn
= 1,00867 uma |
|
masa
del hidrógeno atómico = 1,0081 uma |
11.- La desintegración radiactiva de
A tiene lugar según el siguiente esquema :
Calcular la vida
media de A y el rendimiento de B en el proceso.
12.- La síntesis de
un elemento superpesado X se ha llevado a cabo bombardeando una laminilla de 
con iones
del isótopo 
convenientemente
acelerados hasta una energía de 215 MeV ; con ello se produce la captura
del núcleo de Fe por el de Bi.
a) Ajuste la reacción
núclear y determine la composición de X.
b) Determinar la masa
isotópica y la energía de enlace por nucleón de X y razone su estabilidad.
c) Indique el grupo y
período del Sistema Periódico al que pertenece.
13.- Una reacción
nuclear transcurre según el esquema siguiente :
En la que los
elementos X y T son isótopos, se pide :
a) Completar la
reacción nuclear y determinar la composición de los núcleos X, Y, Z y T.
b) Calcular la
energía de enlace por nucleón de T y su fracción de empaquetamiento.
c) Comparar la
estabilidad de los cuatro núcleidos.
d) Si el período de
semidesintegración de X es de 47 minutos ; ¿cuánto tiempo tardará en
reducirse al 10% un milimol de X. Si esta cantidad de X se coloca en un
recipiente cerrado de un litro. ¿Cuál será la presión parcial del Helio
generado al cabo de dicho tiempo a 273K?
Datos : 1
uma = 931 MeV.
|
Elemento |
Masas isotópicas (uma) |
|
Bi (209) |
208,9804 |
|
p+ |
1,0078 |
|
n |
1,0087 |
|
e- |
0,00055 |
14.- El Sodio-24, se
desintegra emitiendo partículas b y siendo su tiempo de vida media 15,0 horas.
¿Cuánto tiempo tardará en desintegrarse el 90% de una muestra de ese
isótopo ? Indicar la reacción nuclear que se produce, señalando el número
de protones, neutrones y nucleones presentes en cada uno de los nucleidos.
