298-QUIMICA-NUCLEAR-1.pdf

WWW.EDICIONESRUBINOS.COM QUIMICA PREUNIVERSITARIA

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QUÍMICA NUCLEARQUÍMICA NUCLEARCONCEPTO

Es la parte de la química que centra su estudio en laestructura, composición y las energías involucradas en losprocesos de transformación que ocurre en los núcleosatómicos. Estos procesos pueden ocurrir en formaespontánea o artificial.El estudio de la química nuclear se inicia con eldescubrimiento de la radioactividad.

RADIOACTIVIDAD

Se considera como el resultado del decaimiento, odesintegración de núcleos inestables; es decir, por laemisión de radiaciones (partículas y/o energía) a partir denúcleos inestables o inestabilizados. Este proceso puedeser natural o artificial (inducido).

RADIOACTIVIDAD NATURAL

Consiste en la transmutación espontánea originada apartir de un núcleo atómico inestable. Este proceso fuedescubierto en forma accidental por el químico francésHenri Becquerel en el año 1896 al investigar lafluorescencia y fosforescencia de una sal que conteníaminerales de uranio como el sulfato de potasio y uranio,K2(UO2)(SO4)2.2H2O. Observó que dicho mineral escapaz de oscurecer una placa fotográfica quedandodibujados en ella la forma de sus cristales aunque ésta secubra para protegerla de la luz, Becquerel concluyó quela radiación emitida por los cristales era de un nuevo tipo,uno que no requería estimulación externa.Posteriormente, en 1898, Marie Sklodewska con suesposo el francés Pierre Curie continuaron los estudiossobre la radioactividad y en un corto tiempo descubrierondos nuevos elementos que son el polonio y el radio al

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analizar la composición de un mineral denominadoPechblenda.Ernest Rutherford, en 1899, comenzó a investigar lanaturaleza de las radiaciones emitidas por el uranio.Encontró dos tipos de radiaciones, a las cuales nombró

como alfa y beta posteriormente denominando comosustancias radioactivas a aquellas que emiten estasradiaciones. En el año 1900, Paul Villard descubrió losrayos gamma, un tercer tipo de radiación que emiten lassustancias radioactivas siendo similares a los rayos X.

ESQUEMA SIMBÓLICO:

Las principales características de las radiaciones emitidas en el proceso de desintegración se indican en la siguiente Tabla:

RADIACIÓN DESCRIPCIÓN VELOCIDAD PODER DEPENETRACIÓN

PROPIEDADESGENERALES

Partícula α

Es de naturaleza corpuscular constituida por 2protones y 2 neutrones, similar al núcleo dehelio 20 000 km.s-1 Hoja de papel

0,1 mm de Al

* Ionizan al aire o medio gaseosoque las rodea.

* Impresionan las placasfotográficas.

Partícula β

Tiene naturaleza corpuscular debido a que esun electrón originado en el núcleo por ladesintegración de un neutrón:

1n 1p+ + 1e- +270 000 km.s-1

5mm de Al1mm de Pb

* Originan la fluorescencia yfosforescencia de los cuerpossometidos a ellas.

* Producen efectos mecánicos,caloríficos y químicos.

RayosOnda electromagnética muy energéticaconstituida por fotones, tienen un alto poderde penetración.Masa en reposo = 0

300 000 km.s-1

(Velocidad de la luz)

1 m de hormigónarmado

30 cm de Fe5 cm de Pb

* Están acompañados por unagran cantidad de energía.

* Las sustancias que las emiten setransforman en otras.

EFECTO DE UN CAMPO MAGNÉTICO






OBSERVACIONES:

1° Las partículas β, más livianas, se desvíanconsiderablemente más que las partículas alfa.Las partículas α y β se desvían en direccionesopuestas debido a sus cargas.El campo magnético no afecta la trayectoria de losrayos gamma.

2° Poder de Ionización:Consiste en la capacidad que tienen las radiacionespara arrancar los electrones de las sustancias con lascuales colisionan y se debe tener en cuenta elsiguiente orden para las siguientes radiaciones.

α > β >

NOTACIÓN DE LAS PARTÍCULAS

a: Número de masa (p+ y n)b: Carga relativa (+; 0; -)

CUADROS DE LAS PRINCIPALES PARTÍCULAS

Partícula Carga Masa Notación

Alfa 2 4

Beta -1 0

Positrón 1 0

Electrón -1 0

Protón 1 1

Neutrón 0 1

Deuterón 1 2

Tritón 1 3

No corpusculares

Gamma 0 0

Neutrino0 0

Antineutrino 0 0

ESTABILIDAD NUCLEAR

Es una característica que manifiestan algunos núcleosatómicos la cual se origina a partir de la relación queexiste entre las fuerzas presentes en el núcleo como son

las fuerzas de repulsión electrostática y las de cohesiónnuclear.Esta relación entre las fuerzas en el núcleo esdependiente de la cantidad de neutrones y protones queexistan en el núcleo, tal es así que para núcleos atómicosligeros, la cantidad de neutrones y protones son muycercanos a la igualdad, mientras que a medida que sevaya incrementando el número atómico la cantidad deneutrones excede a la cantidad de protones para podercontrarrestar la repulsión electrostática entre ellosmediante sus fuerzas nucleares atractivas.

CARACTERÍSTICAS

1. Los núcleos que contienen como número deprotones o neutrones a 2; 8; 20; 28; 50; 82; 126 a losque se les denomina números mágicos tienden apresentar mayor estabilidad.

2. Existen aproximadamente 284 núcleos estables,donde generalmente son más estables aquellos quetienen una cantidad par de protones y neutrones.Distribución de núcleos estables:

Z PAR PAR IMPAR IMPAR

N PAR IMPAR PAR IMPAR

NúcleosEstables 166 57 53 8 284

TOTAL

3. Realizando un gráfico de N vs Z, se logra observaruna región denominada como banda de estabilidaddonde se ubican a los 284 núcleos estables,observando que los núcleos con más de 83 protonesson todos inestables (radioactivos)

RADIOACTIVIDAD ARTIFICIAL

Se denomina también como radiactividad inducida y sonprocesos de desintegración nuclear provocados por unbombardeo con ciertas partículas sobre los núcleosatómicos generalmente estables. Estos procesos seconsiguen con los llamados aceleradores de partículas,con los cuales se abrió grandes posibilidades paraproducir reacciones nucleares artificiales.Las reacciones nucleares se representan mediante lasecuaciones nucleares cuyo esquema se indican acontinuación :

ó






“Esquema simplificado”

Donde:J: Núcleo “blanco” o de origenX: Partícula proyectilL: Núcleo resultanteY: Partícula o radiación emitida

Ejemplo:

Descubrimiento del protón en 1919 por Rutherford

En el año 1934 los científicos y esposos franceses,Frederic Joliot e Irene Curie de Joliot, hija de los espososCurie, realizaron en París la primera transmutaciónartificial que diera origen a un núcleo radioactivo.Efectuaron la reacción nuclear bombardeando núcleos dealuminio con partículas alfa, logrando obtener el isótopoP - 30.

donde este isótopo era radioactivo, desintegrándose, enmuy corto tiempo con la emisión de un positrón, según:

Leyes del decaimiento o desintegración natural. Paraestos procesos se debe tener en cuenta la siguienterepresentación:

donde:

J: Núcleo inicial o de origen (padre)L: Núcleo resultante o descendiente (hijo)X: Radiación emitida (partícula o energía)

Se cumple:

1. Conservación del número de masa:

De lo anterior:

2. Conservación de la carga:

De lo anterior:

Z1 = Z2 + b

TIPOS DE DECAIMIENTO Y LEYES DE SODDY -FAJANS

A. Decaimiento Alfa:

Se manifiesta en aquellos núcleos pesados dondesus cargas nucleares son mayores o igual a 84 (Z84) y su número de masa mayor a 200 (A > 200)originando un núcleo disminuido en dos protones ydos neutrones por lo tanto el número de masa seencuentra disminuido en 4 unidades.

OBSERVACIONES:

1. “L” se ubica dos posiciones antes en la T.P.A.respecto a “J”.

2. Las partículas alfa tienen corto recorrido entre 2a 5 m en el aire.

B. Decaimiento Beta:

Se manifiesta en aquellos núcleos que presentanexceso en su cantidad de neutrones, donde unneutrón se desintegra en un protón junto al electróny un antineutrino, dando origen a un núcleo quepresenta su número atómico incrementado en unopero disminuido en uno su cantidad de neutrones,por lo tanto esta emisión de partículas β originanúcleos isóbaros son los núcleos padres.

+

OBSERVACIONES:

1. “L” se ubica una posición delante en la T.P.A.respecto a “J”.

2. Desintegración del neutrón:

C. Decaimiento Positrónico (β+)

También se denomina decaimiento beta positivodebido a que el positrón es la antipartícula delelectrón. Este proceso se manifiesta en núcleos quepresentan exceso de protones, donde el protón sedesintegra formando un neutrón junto con el positróny un neutrino, dando origen a núcleos atómicos conun protón menos pero incrementados en un neutrón;es decir la emisión de las partículas β+ originanúcleos isóbaros con los núcleos padres.

+






OBSERVACIONES:

1. “L” se ubica una posición antes en la T.P.A. respectoa “J”.

2. Desintegración del protón:

1 p+

1 n + 1 e+

+υ

β+

D. Captura Electrónica

Este proceso consiste en la atracción por parte de unnúcleo atómico inestable hacia un electrón de sunube electrónica generalmente el electrón 1 s(captura electrónica K), aunque algunos casos estoocurre a partir de la capa energética “L”.

Características

a. Este proceso origina núcleos similares a los de undecaimiento positrónico.

b. En este proceso se emite energía en forma de rayosX, aunque también se liberan neutrinos y radiacionesgamma.

o

E. Decaimiento Gamma

Este proceso se caracteriza por ser no transmutativodebido a que sólo consiste en la emisión de energíaobteniéndose el mismo núcleo pero con mayorestabilidad.

; Núcleo más estable +

OBSERVACIÓN:

Las emisiones alfa y beta suelen ir asociadas con laemisión gamma con la cual los núcleos adquierenmayor estabilidad.

INVESTIGA:

1. Explica por qué si un núcleo emite una partícula betase transforma en un núcleo de mayor númeroatómico que el que tenía originalmente.

2. Dos alumnos discuten sobre las radiacionesnucleares. El alumno A opina que la desintegracióndel radio no es perjudicial, porque emite partículasalfa. El alumno B opina que es perjudicial, porque seemiten radiaciones gamma. ¿Cuál de ellos tienerazón?

3. En algunos países se han construido refugiosnucleares para protegerse de un ataque nuclear.¿De qué materiales estarán construidos estosrefugios? Argumenta tu respuesta.

PROCESOS NUCLEARES

Son considerados como procedimientos prácticos para laobtención de una gran cantidad de energía y estos son losprocesos de fisión nuclear y fusión nuclear los cuales sedetallan a continuación.

FISIÓN NUCLEAR

La fisión o escisión de un núcleo atómico, es un procesoque consiste en el fraccionamiento de un núcleo pesadogenerando dos núcleos ligeros con la emisión de dos otres neutrones, radiación y liberación de gran cantidad deenergía (aproximadamente de 200 MeV/núcleo) que setransforma finalmente en calor.

Este proceso es provocado por el impacto de estosnúcleos con neutrones lentos de baja energía.El proceso de fisión nuclear fue descubierto en el año1938 por los científicos Otto Hahn y Fritz Strassmanncuando bombardeaban isótopos de U - 235 con neutronesoriginando productos inesperados como los isótopos deBa-141 y Ke - 92 así como neutrones, como se observaen el siguiente esquema.






Características1. En estos procesos de fisión nuclear en condiciones

controladas se basa el funcionamiento de losreactores nucleares.

2. Se generan grandes cantidades de energía comoresultado de la conversión de una pequeña cantidadde materia, en energía.

3. La mayor parte de los núcleos producidos sonradioactivos, y se continúan desintegrando hasta queterminan en núcleos estables.

4. Se originan 2 ó 3 neutrones por cada núcleofisionado los cuales pueden colisionar con otrosnúcleos originando la reacción en cadena.

En las siguientes ecuaciones se muestran otras de lasmuchas maneras posibles en las que se puede fisionar el

+ + + 3 ó + Energía

+ + + 2 ó + Energía

OBSERVACIONES:

1. Se debe tener en cuenta que en los reactoresnucleares se llevan a cabo las reacciones en cadenalas cuales se logran controlar por medio demoderadores o reguladores; como son el grafito,agua pesada, óxido de berilio, etc, que reducen lavelocidad de los neutrones, para que se produzcanlos procesos de fisión o absorben los neutrones paraterminar la reacción y de esta forma se obtienengrandes cantidades de energía que se utilizan parabienes pacíficos.

2. Las reacciones de fisión no controladas se usan parala producción de las bombas atómicas las cualestienen fines bélicos matando por el calor generado ylas radiaciones esparcidas que tienen efectosdevastadores.

3. A la cantidad mínima de una sustancia necesariapara experimentar una reacción autosostenida encadena se le llama masa crítica.

4. El 16 de julio de 1945 estalló por primera vez unabomba atómica en el desierto del Álamo Gordo enNuevo México y un mes después el mundo observócon horror la destrucción de Hiroshima y Nagasaki,dando casi inmediatamente finalizada la SegundaGuerra Mundial.

5. La bomba atómica en Hiroshima (6 de agosto de1945) tuvo como material fisionable al U-235,mientras que tres días después en Nagasaki tuvocomo material fisionable al Pu - 239.

FUSIÓN NUCLEARConocida también como proceso termonuclear el cualconsiste en la unión de núcleos ligeros para producir otrosnúcleos más pesados liberándose gran cantidad deenergía.Los elementos más apropiados para ser utilizados enprocesos de fusión nuclear son livianos, entre ellos losnúcleos de los isótopos del hidrógeno. Estas reaccionesocurren en forma constante y espontáneamente en el Sol,las estrellas y en el estado plasmático donde existe unatemperatura promedio de 2.108 K para poder vencer larepulsión entre los núcleos a fusionarse.






Ejemplo:

+

31t

+ 21d

+

+ +

42H e

10n

1 7 , 6 M e V

Características:

1. Se denomina como procesos “limpios”, debido a quemuy pocos de sus productos son radiactivos y decorta vida media siendo por esta causa muyfavorables desde el punto de vista ecológico.

2. Se obtiene una cantidad de energía mucho mayorque la obtenida en procesos de fisión nuclear.

3. Se produce con material fusionable muy fácil deobtener como son los isótopos de hidrógeno, que seencuentran en el agua.

Una aplicación de la fusión nuclear es la producción de la“bomba de hidrógeno” (bomba H), la cual se caracterizapor ser sus posibles reacciones.

Esta bomba termonuclear consiste en dos pasos para suproceso donde el primero es la utilización de una bombaatómica de la cual deriva la temperatura necesaria paraconcluir el proceso con las fusiones indicadasanteriormente.

OBSERVACIONES:

1. Estos procesos serían favorables para la obtenciónde energía tanto es así que teniendo en cuenta queel deuterio se encuentra en el agua de mar, en unaconcentración de 34 g por cada kilogramo, la fusiónde todo el deuterio contenido en un litro de aguaproduciría una energía equivalente a la obtenida enla combustión de 300 litros de gasolina.

2. EL PEOR ACCIDENTE: En abril de 1986 se produjoel peor accidente en la historia de la energía nuclear,en la unidad 4 de la central de Chernobil. Para evitarla salida de radicación al exterior, se construyó, enseis meses, un sarcófago que cubría el reactordeteriorado. En diciembre del 2000, Ucrania cerró launidad 3 de Chernobil, la última que estuvofuncionando. Pero su desmantelamiento reciéncomienza; los expertos afirman que la extraccióntotal del combustible reactivo culminará en el 2003,mientras que el mantenimiento y la rehabilitación dela zona podrían demorar entre 30 y 100 años.

APLICACIONES DE LOS RADIOISÓTOPOS

En la medicina:Na-24: Se emplea para análisis de problemascirculatorios.Tc-99: Sirve para obtener imágenes de los órganos,mediante la técnica de la gammagrafía.I-(3): Combate afecciones a la glándula tiroides(hipertiroidismo)Co-60 y Cs - 137: destruyen tumores cancerígenos.Rb-86: Funcionamiento renalZn-65: Diagnóstico del cáncer a la próstata.

En la industria:Po - 210: Como fuente de irradiación en alarmas contra elfuego.Am - 241: Detección de yacimientos de petróleo.Br-82: Medida de flujo y detección de fugas en línea detuberías.

En la agricultura:Fe - 59; Ca-45: Para la nutrición de plantas y animales ysus tierras.P-32: Para conservar mayor tiempo los vegetales.

En la química:S - 35; Br - 82: en estudios de estructuras químicas.Cr - 51; Cl - 36: para estudios de mecanismos de reaccióny su cinética.

En arqueología:C-14: Antigüedad de restos fósiles hasta con 50 000 añosde antigüedad.K-40; U - 238: Antigüedad de rocas con miles de años.

Vida Media (t1/2)También denominado tiempo o periodo desemidesintegración y corresponde al tiempo quetranscurre para la desintegración de la mitad (50%) de lamasa o los núcleos de una muestra radiactiva.Ejemplo:

. . . . . .t 1 / 2

m o m o

2

m o

22

m o

2n

T i e m p o t r a n s c u r r i d o ( t ) l u e g o d e “ n ”

d e s i n t e g r a c i o n e s

t 1 / 2t 1 / 2t 1 / 2

Se observa que : t = nt1/2 n =

Además, la masa final (mf) del material radiactivo será:

mf = = 2n

Tomando logaritmos, se tendrá:

Log = Log2n

Log2 = 0,3






Donde:mo: Cantidad inicial en masa o núcleos radiactivos.mf: Cantidad final en masa o núcleos que quedanluego de la desintegraciónt: tiempo transcurridot1/2: tiempo de vida media

VIDA MEDIA DE ALGUNOS ISÓTOPOS RADIACTIVOS

ISÓTOPO PERIODO

Hidrógeno 3Carbono 14Sodio 22Fósforo 32Potasio 40Cobalto 60Yodo 125Radio 223Radio 226Uranio 235Plutonio 241

12,5 años5,7.103 años6,6.102 días9,9 días1,3.109 años5,7 años58 días7,8 días1,6.103 años2,5.109 años1,7.109 años

OBSERVACIÓN:

Otras aplicaciones de la Energía Nuclear :

1. Muchas enfermedades tumorales pueden sertratadas mediante radioterapia, que consiste enbombardear los órganos afectados con rayos gammaproducidos por una bomba de cobalto.

2. Los rayos gamma se utilizan también para esterilizarel instrumental o material quirúrgico

3. La vida media es independiente de la cantidad denúcleos del material radiactivo.

INVESTIGA:1. Explica por qué se utiliza el carbono 14 para datar

restos arqueológicos de varios miles de años deantigüedad. ¿Por qué no se usa el radio 223 o elfósforo 32?

2. Un científico descubrió que los restos de un vegetalprimitivo tienen 50% del carbono 14 que hubieratenido el ser vivo en esa época. ¿Hace cuántotiempo vivió el vegetal?

LA ENERGÍA NUCLEAR EN EL PERÚEl Perú no tiene centrales nucleares que cuenten conreactores capaces de generar electricidad. El únicoreactor existente es el que está instalado en el centronuclear “Óscar Miró Quesada, RACSO” (Huarangal) y esutilizado con fines de investigación. Su potencia llega a 10megavatios y los radioisótopos que produce son usadosprincipalmente en diagnósticos y tratamientos médicos y,en menor medida, en la industria y la agricultura.

La planta de irradiación multiuso, ubicada en Santa Anita(Lima), brinda servicios de descontaminación microbianade alimentos y de esterilización de productos médicos.Existe, además, otro reactor de “potencia cero” que esempleado sólo con fines educativos y de investigación. Encuanto a los desechos radiactivos, éstos se almacenan yluego se eliminan en la Planta de Gestión de ResiduosRadiactivos del Centro RACSO. El Instituto Peruano deEnergía Nuclear (IPEN), organismo descentralizado delMinisterio de Energía y Minas, es la entidad encargada desupervisar, promover y desarrollar todas las actividadesrelacionadas a la energía nuclear.

EL PROBLEMAEl mayor problema de la energía nuclear consiste en losresiduos que genera. Se pueden clasificar según suestado físico (sólidos, líquidos o gaseosos), su formaquímica, el tipo de radiación emitida (alfa, beta o gamma)o su nivel de radiactividad (baja, media o alta).Generalmente, los residuos de baja y media actividadcontienen sólo productos de fisión y de activaciónneutrónica, por lo que su radiactividad decae en unosdecenios. Se almacenan en instalaciones debidamenteautorizadas.Pero el principal problema surge al almacenar oreprocesar los residuos de alta actividad, que tardan entre800 y 5 000 años en perder su radiactividad. Estosresiduos deben ser previamente enfriados durante añosantes de ser almacenados de forma definitiva.

PROBLEMAS PROPUESTOSPROBLEMAS PROPUESTOS

01. Determinar cuántas proposiciones son no incorrectas:( ) Henry Becquerel en 1896 descubre la

radioactividad natural que es el procesomediante el cuál una sustancia se desintegraespontáneamente.

( ) El proceso radioactivo se genera porinestabilidad del núcleo.

( ) El núcleo atómico es más estable cuandopresenta número par de protones y neutrones,aun en el caso de que sean iguales.

( ) Un aumento o disminución de neutronesinestabiliza el núcleo, más aún si el número deneutrones es impar.

( ) Para átomos con números atómicos entre 20 y83, los núcleos más estables son aquellos quetienen más neutrones que protones.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

02. Indicar cuántas proposiciones son no incorrectas:( ) Las radiaciones “γ” son más penetrantes y

energéticas.( ) Las partículas “β” son flujo de electrones que

provienen de la zona extranuclear de un átomoradioactivo.

( ) La radioactividad natural fue descubierta porBecquerel estudiando la Pechblenda.

( ) La radioactividad artificial fue descubierta porIrene Joliot Curie mediante el siguiente proceso:

( ) Existen aproximadamente unos 284 núcleosestables.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5






03. De las proposiciones sobre las emisiones α, β, γ,indicar cuántas proposiciones son no incorrectas :( ) Poder de penetración : γ < β < α( ) Velocidad : α < β < γ( ) Relación de masas : α > β > γ( ) Poder de ionización : γ < β < α( ) Las partículas α, β son de naturaleza

corpuscular mientras que las radiaciones “γ” sonde naturaleza ondulatoria

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

04. Indicar cuántas proposiciones son no incorrectas:( ) Los núclidos inestables son aquellos donde la

carga nuclear es mayor o igual a 84( ) Los núclidos con Z > 84 emiten partículas alfa.( ) Los núclidos con exceso de protones emiten

positrones.( ) Los núclidos con exceso de neutrones emiten

partículas beta.( ) Los radioisótopos pueden ser naturales y

artificiales.A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

05. Indicar el número de proposiciones no correctas:( ) Las partículas “α” son núcleos de .( ) Las partículas “β” son electrones producidos

dentro de los núcleos.( ) Los rayos “γ” no se componen de partículas y

tienen masa de reposo cero.( ) Las partículas “α” y “β” son desviadas de su

trayectoria por campos eléctricos y magnéticos( ) Los rayos “γ” son desviados solo por campos

magnéticos.A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

06. Indicar cuántas de las siguientes proposiciones sonno incorrectas:( ) Las radiaciones gamma son radiaciones

electromagnéticas.( ) En la radioactividad artificial se lleva a cabo

cuando un elemento estable se convierte enradioactivo al bombardearlo con partículaselementales aceleradas.

( ) Las partículas “α” tienen una velocidadaproximada de 20 000 km.s-1.

( ) Los elementos transuránicos son obtenidosartificialmente por medio de reaccionesnucleares.

( ) Valor absoluto de sus cargas reales: α > β > γA) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

07. Del gráfico:

¿cuántas proposiciones son correctas?( ) “J” no son los rayos “x”( ) “Q” son las partículas “α” y son de carga

negativa.( ) “L” son de carga positiva y son las partículas “β”( ) “J” son las partículas “β”, que son electrones( ) “J” tiene similitud con los rayos “X”A) 1 B) 2 C) 3

D) 4 E) 508. En la captura electrónica, señale cuántas son no

correctas:( ) Es un proceso exclusivamente nuclear.( ) Produce un descendiente isóbaro con el inicial( ) Genera la misma variación en la carga nuclear y

el número de masa del núcleo “padre”, que laemisión β.

( ) Provoca la conversión de un protón nuclear enun neutrón.

( ) Generalmente se libera luz visible e infrarroja.A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

09. Indicar cuántas proposiciones son no incorrectas:( ) Los núcleos con número impar de protones son

más inestables.( ) La radioactividad natural es la espontánea

emisión de partículas y/o radiación.( ) Si un núcleo inestable emite partículas alfa, su

carga nuclear no se altera.( ) Las partículas “α” pueden ser detenidas por

láminas de papel.( ) En el aire las partículas “α” ionizan una cantidad

de éste transformándose en Helio.A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

10. Del siguiente gráfico indicar cuántas proposicionesson no incorrectas:

( ) “J” es un núclido estable( ) “L” puede estabilizarse por captura “K” para

llegar a “L1”.( ) “Q” puede estabilizarse por emisiones “β” y

llegar a “Q1”.( ) “R” puede estabilizarse por emisiones “α”.( ) “T” es igual a 83.( ) E n l a r e g i ó n s o m b r e a d a e x i s t e n

aproximadamente unos 284 núcleos estables.A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

11. De los siguientes procesos de desintegraciónradiactiva, señale cuál no permite obtener un núcleodescendiente isóbaro con el núcleo inicial:I. Desintegración “β-”II. Desintegración “β+”III. Captura “K”IV. Desintegración “α”V. Captura “L”A) I B) II C) IIID) IV E) V

12. En el siguiente proceso:

C a p t u r a L

Jα

9 32 3 9

β-

determine el número de nucleones neutros del núcleofinal.






A) 143 B) 140 C) 142D) 144 E) 146

13. Una posible modalidad de la fisión de U-235 inducidapor neutrones es:

Determinar el número de neutrones y electrones delos productos respectivamente.

A) 4 y 3 B) 1 y 7 C) 2 y 7D) 5 y 3 E) 2 y 6

14. Indique el número de partículas “α”, “β” y “β+”emitidos en la desintegración total del para

transformarse en , si la emisión positrónica esla mitad de la electrónica.

A) 4; 6; 3 B) 6; 6; 3 C) 4; 4; 2D) 8; 4; 2 E) 5; 10; 5

15. Si los núclidos “J” y “L” se estabilizan mediante unsólo tipo de emisión cada uno y llegan a . El

área del triángulo es 50 u2 y . Se pidedeterminar la suma de los números de neutrones de“J” y “L”

P r o t o n e s

A) 197 B) 201 C) 247D) 265 E) 275

16. El radio isótopo J-113 experimenta el siguienteproceso nuclear:

C a p t u r a L

5 0

1 1 3

con un tiempo de vida media de 119 días. Siinicialmente se tiene 120 núcleos de J-113, ¿cuántosprotones tienen los átomos padres que no sedesintegran y los descendientes obtenidos al cabo de357 días?A) 4 876 B) 5 126 C) 4 125D) 3 125 E) 5 895

17. Indicar cuántas proposiciones son no correctas:

( ) Sólo la reacción de fusión es termonuclear.( ) En fisión se libera mayor energía que en la

fusión.( ) Desde el punto de vista de contaminación

ambiental, la reacción de fusión tiene másventajas que la de fisión.

( ) Una alternativa para llevar a cabo la fusión es la“botella magnética”.

( ) La fisión nuclear inducida es una reacción encadena, mientras que la fusión nuclear es unareacción termonuclear.

A) 1 B) 2 C) 3

D) 4 E) 5

18. Se tiene 1 kg de cada una de las siguientes especiesy . Luego de 600 días transcurridos, ¿cuál es

la relación de las masas finales que quedan de y

respectivamente, sabiendo que el tiempo devida media de J - 210 es 50 días y de L - 7 es 60años respectivamente?

A) 2; 1 B) 3; 2 C) 1; 4D) 4; 1 E) 2; 3

19. Indicar cuántas proposiciones son no correctasrespecto a las aplicaciones de radioisótopos:

( ) En la agricultura se emplea para controlarplagas y conservación de frutos, semillas, etcpor periodos largos.

( ) En medicina se emplea en radioterapia ygammagrafía.

( ) El C-14 se emplea para determinar antigüedadesde más de 50 000 años.

( ) En química, se emplea como trazadores oseñaladores.

( ) En la industria se emplea para detectar fugas através de tubería de ciertos fluidos y paradetectar fallas internas en materiales defabricación.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

20. Indicar cuántas proposiciones son no correctas:

( ) La fisión nuclear es una reacción termonuclear( ) La bomba atómica se fundamenta en la fisión

nuclear( ) El positrón se aniquila con un electrón si ambos

colisionan( ) La masa crítica es la requerida para provocar la

reacción en cadena( ) El tiempo de vida media e independiente de la

cantidad de sustancias radiactiva

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5






TAREATAREA

01. Indicar cuántas proposiciones son correctas:( ) Los rayos “γ” y “x” son radiaciones

electromagnéticas tienen la misma forma deorigen.

( ) Las partículas “α” tienen menor grado dedesviación sólo por su menor velocidad respectoa “β” al exponerse a un campo magnético.

( ) La radioactividad es la trasmutación espontáneadel isótopo estable e inestable.

( ) Las partículas “β” son atraídas por la placapositiva del campo eléctrico

( ) Si emite una partícula beta se forma un catión.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

02. Indicar cuántas proposiciones son no correctas:( ) En la bomba atómica se emplea como núcleos

fisionables el U-238 y el Pu-239.( ) En una emisión “α” siempre hay liberación de

radiaciones “γ”.( ) Las partículas “β” son un flujo de electrones que

provienen de la zona extranuclear de un átomoradiactivo.

( ) Los residuos de fisión nuclear causan efectosnocivos instantáneos.

( ) La bomba neutrónica es más destructiva que labomba atómica.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

03. Indicar cuántas proposiciones son no incorrectas:( ) Con el aumento de la cantidad de protones se

requiere un exceso cada vez más grande deneutrones para disminuir las fuerzas derepulsión en el núcleo.

( ) El núcleo más estable y grande es el( ) La radiación “γ” acompaña frecuentemente a

todos los otros tipos de desintegraciónradiactiva.

( ) La emisión de β+ origina la conversión de unprotón nuclear en un neutrón nuclear.

( ) En la emisión de un β+ se observa un espectrode las energías β+, similar al observado por laemisión “β” y se postula la producciónsimultánea de antineutrinos.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

04. Señale las relaciones no incorrectas:

I. C - 14 : Edad de fósilesII. U - 235 : Fisión nuclearIII. I - 131 : TiroidesIV. Co - 60 : Tumores cancerígenosV. Na - 23 : Sistema circulatorio

A) Sólo II B) Sólo IV C) II, IV y VD) I, III y IV E) Todas

05. Se sabe que el isótopo ytrio-90, tiene un periodo desemidesintegración de 64 horas. Determinar el tiempoque transcurrirá para que de una masa inicialúnicamente quede un 16,67%

A) 128 horas B) 166 horas C) 192 horasD) 94 horas E) 107 horas

06. Calcular el valor de “E”, si:

A) 4 B) 6 C) 8D) 17 E) 10

07. Respecto a las partículas: “α”, “β” y “γ”, indicarcuántas proposiciones son no incorrectas:

( ) Relación de masas α > β > γ( ) Poder ionizante α > β > γ( ) Orden de penetración α < β < γ( ) Relación de velocidades α > β > γ( ) Las partículas α son positivas

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5

08. El núcleo U - 238, luego de sucesivas emisiones departículas α y β se convierte en Pb - 206. Determinarel número de partículas α y el número de partículas βpara que ocurra dicha transformación.

A) 7 y 5 B) 8 y 6 C) 15 y 8D) 5 y 2 E) 13 y 12

09. De las siguientes afirmaciones:

I. Los radioisótopos se emplean en agricultura, enfechado, como trazadores, etc.

II. La fusión nuclear genera mayor energía que lafisión por ello es la forma más usada en lospaíses para obtener energía.

III. La fisión nuclear es tecnológicamente másfavorable que la fusión nuclear.

es(son) no incorrecta(s):

A) Sólo I B) Sólo II C) I y IID) I y III E) I, II y III

10. Indicar cuántas proposiciones son no incorrectas:( ) La emisión de partículas “α” ocurre en núcleos

pesados de Z > 84.( ) La emisión de partículas “β” ocurre en núcleos

con exceso de neutrones.( ) La emisión de partículas “β” ocurre en núcleos

con exceso de protones.( ) Si un núcleo inestable que se encuentra debajo

de la banda de estabilidad con Z > 84, entoncesemite radiación “β+”.

( ) Si un núcleo inestable que se encuentra pordebajo de la banda de estabilidad con Z < 84,entonces emite radiación electrónica.

A) 1 B) 2 C) 3D) 4 E) 5




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