física nuclear y reacciones nucleares problemas de...

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Física Nuclear y Reacciones Nucleares

Problemas de Práctica

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Multiopción

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1 El núcleo atómico se compone de:

A electrones

B protones

C protones y electrones

D protones y neutrones

E neutrones y electrones

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2 El número de masa atómica representa lo siguiente:

A El número total de electrones en el átomo

B El número total de protones en el átomo

C El número total de protones y neutrones en el átomo

D El número total de neutrones en el átomo

E El número total de electrones y protones en el átomo

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3 El número atómico representa el siguiente:

A El número de protones en el átomo

B El número de neutrones en el átomo

C El número total de protones y neutrones en el átomo

D El número total de electrones y neutrones el átomo

E El número total de protones y electrones en el átomo

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4 El isótopo del carbono, ,consiste de:

Protones neutrones (A) 6 6 (B) 6 7 (C) 6 8 (D) 6 14 (E) 6 12

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5 El isótopo de uranio, , consiste de:

Protones neutrones (A) 92 143 (B) 92 146 (C) 92 144 (D) 92 145 (E) 92 238

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6 Cuando un electrón es emitido por un inestable núcleo el número de masa atómica:

A Aumenta por 1

B Aumenta por 2 C Disminuye por 1D Disminuye por 2

E No cambia

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7 Cuando un positrón es emitido por un núcleo inestable el número de masa atómica:

A Aumenta por 1

B Aumenta por 2

C Disminuye por 1

D Disminuye por 2

E No cambia

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8 Cuando una partícula α es emitida por un inestable núcleo el número de masa atómica:

A Aumenta por 1

B Aumenta por 2

C Disminuye por 1

D Disminuye por 2

E No cambia

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9 Cuando los protones y los neutrones libres se unen para formar un núcleo, la energía es:

A Absorbida

B Destruida C Creada D sigue siendo la misma

E Liberada

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10 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la masa de los nucleones separados y la masa del núcleo que forman es correcta?

A La masa de los nucleones separados es mayor que la masa del núcleo que forman

B La masa de los nucleones separados es menor que la masa del núcleo que forman

C La masa de los nucleones separados es igual a la masa del núcleo que forman

DLa masa de los nucleones separados es mayor que la masa del núcleo sólo para los núcleos ligeros

ELa masa de los nucleones separados es mayor que la masa del núcleo sólo para los núcleos pesados

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11 ¿Cuál de las siguientes es la masa de defecto de un núcleo? (M - masa del núcleo, mp - masa de protónes, mn - masa de neutrones)

A Δm = Nmn + Zmp + M

B Δm = Nmn - Zmp – M

C Δm = Nmn - Zmp – M

D Δm = Nmn + Zmp – M

E Δm = M - Nmn + Zmp

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12 ¿Cuál de las siguientes es la energía de enlace?

A E = hf B E = mgh C E = 1/2mv2

D E = qV E E = Δmc2

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13 ¿Cuál de las siguientes es el producto correcto de la desintegración α: ?

A

B

C

D

E

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14 ¿Cuál de los siguientes es el producto correcto de la descomposición β: ?

A

B

C

D

E

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16 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones NO es cierta sobre la radiación α?

A Es producida por los núcleos inestables B Puede penetrar un pedazo de papel C Puede ionizar gases

D Puede ser desviado por un campo magnético

E Se trata de un fotón electromagnético con longitud de onda corto.

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17 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones NO es cierto sobre radiación γ?

A Es producida por los núcleos inestables B Puede penetrar varios centímetros de plomo C Puede ionizar gases

D Puede ser desviado por un campo magnético

E Se trata de un fotón electromagnético con longitud de onda corta

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18 Si el tiempo de vida media de un material radiactivo es de 2 días, cuanta cantidad de material hay después de 6 día?

A 1/2B 1/4

C 1/6D 1/8E 1/16

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19 En un experimento con material radiactivo una estudiante de física llevó a cabo dos mediciones. Inicialmente, se midió 120g del material y después de un cierto tiempo la cantidad del radiactivo material se redujo a 7,5g. Si el tiempo de vida media del material es de 20min, cual es el tiempo transcurrido entre las dos mediciones?

A 20 min B 40 min

C 60 min

D 80 min E 100 min

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20 La reacción nuclear ocurre espontáneamente. Si Mx, MY, y MZ son las masas de las tres partículas, cual de las siguientes relaciones es verdadera?

A Mx < My - Mz

B Mx < My + Mz

C Mx > My + Mz

D Mx - My < Mz

E Mx - Mz < My

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21 La vida media de es de 24 días. Si 8 kg de este isótopo está presente inicialmente, cuanto hay después de 72 días?

A 2 kg

B 1 kg

C 5 kg

D 4 kg

E 0,5 kg

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22 El cobalto 60 es una fuente radiactiva con una vida media de unos 5 años. Después de cuántos años será la actividad de una nueva muestra de cobalto-60 reducido a 1/8 de su valor original?

A 2,5 años B 5 años C 10 años D 15 años E 25 años

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23 Un protón libre (mp=1,007825U) captura un neutrón (mn=1,008665U) y forma un deuterio (md=2,014102U). ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta acerca de la masa de deuterio?

A Menos de 1,007825U + 1,008662U

B Mayor que 1,007825U + 1,008662U C Menos de 1,007825U - 1,008662U D Menos de 1,007825U + 1,008662U - 2,014102U

E Es igual a 1,007825U + 1,008662U

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24 Cuando la reacción nuclear se lleva a cabo, cual de las siguientes es cierta después de la reacción? I. La energía se conserva II. La carga eléctrica se conserva III. La masa se conserva IV. El número de nucleones se conserva.

A I y II B I, II, y III

C III sólo D I, II y IV E IV sólo

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Respuesta libre

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2,0141u 4,0026u 3,016049u 1,0087u

1. Considere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible.

A. Completa la ecuación de reacción. ¿Cuál es el nombre de la nueva partícula liberada durante la reacción?

B. Determina el defecto de masa de una sola reacción, dada la siguiente información.

C. Determina la energía en julios liberada en una sola reacción de fusión.

D. Los Estados Unidos requiere alrededor de 1,020J al año para cumplir con sus necesidades de energía. ¿Cuántas reacciones sería necesario para proporcionar esta magnitud de energía?

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1. Considera la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible.

A. Completa la ecuación de reacción. ¿Cuál es el nombre de la nueva partícula liberada durante la reacción?

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1. Considere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible.

B. Determina el defecto de masa de una sola reacción, dada la siguiente información.

2,0141u 4,0026u 3,016049u 1,0087u

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1. Considere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible.

C. Determina la energía en julios liberada en una sola reacción de fusión.

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1. Considere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible.

D. Los Estados Unidos requiere alrededor de 1,020J al año para cumplir con sus necesidades de energía. ¿Cuántas reacciones sería necesario para proporcionar esta magnitud de energía?

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1. Considere la siguiente reacción de fusión nuclear que utiliza deuterio y el tritio como combustible.

A. Complete la ecuación de reacción. ¿Cuál es el nombre de la nueva partículas liberada durante la reacción?

B. Determina el defecto de masa de una sola reacción, dada la siguiente información.

C. Determina la energía en julios liberada en una sola reacción de fusión.

D. Los Estados Unidos requiere alrededor de 1,020 J al año para cumplir con sus necesidades de energía. ¿Cuántas reacciones sería necesaria para proporcionar esta magnitud de la energía?

2,0141u 4,0026u 3,016049u 1,0087u

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2. Dos isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. El gráfico representa el número de núcleos radiactivo n1 y n2 que permanecen en función de tiempo.

A. Usando la gráfica, determina la vida media del isótopo 1 y la vida media del isótopo 2.

B. En el instante t = 5 años, cual isótopo se está deteriorando mas rápido? Explica tu razonamiento.

C. ¿Qué tipo de radiación (alpha, beta o gamma) sería más probable de escapar a través de las paredes del recipiente?

D. ¿Qué características del tipo de radiación en la parte (c) lo distingue de los otros dos?

E. Después de muchos años, cuando se retira el recipiente, se encuentra que contiene gas de helio, y la masa total de los contenidos se encuentra que ha disminuido. Explica cada una de estas dos observaciones.

Numero de isótopos

Tiempo en años

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2. Dos isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. El gráfico representa el número de núcleos radiactivo n1 y n2 que permanecen en función de tiempo.

A. Usando la gráfica, determina la vida media del isótopo 1 y la vida media del isótopo 2.

Numero de isótopos

Tiempo en años

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2. Dos isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. El gráfico representa el número de núcleos radiactivo n1 y n2 que permanecen en función de tiempo.

B. En el instante t = 5 años, cual isótopo se está deteriorando mas rápido?Explica tu razonamiento.

Numero de isótopos

Tiempo en años

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2. Dos isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. El gráfico representa el número de núcleos radiactivo n1 y n2 que permanecen en función de tiempo.

C. ¿Qué tipo de radiación (alpha, beta o gamma)sería más probable de escapar a través de lasparedes del recipiente?

Numero de isótopos

Tiempo en años

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2. Dos isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. El gráfico representa el número de núcleos radiactivo n1 y n2 que permanecen en función de tiempo.

D. ¿Qué características del tipo de radiación en la parte (c) lo distingue de los otros dos?

Numero de isótopos

Tiempo en años

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2. Dos isótopos radiactivos se colocan en una recipiente de metal, que luego se sella. El gráfico representa el número de núcleos radiactivo n1 y n2 que permanecen en función de tiempo.

E. Después de muchos años, cuando se retira el recipiente, se encuentra que contiene gas de helio, y la masa total de los contenidos se encuentra que ha disminuido. Explica cada una de estas dos observaciones.

Numero de isótopos

Tiempo en años

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3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se d esintegra a un núcleo dhelio de masa de reposo de 6,6483 x 10 -27kg y a un protón de masa dereposo de 1,6726x10 -27kg, como se muestra en la reacción siguiente.

En esta reacción, el momento y la energía total se c onservan. Después ddesintegración, el protón se mueve con una velocida d no relativista de 2,12x107m/s.

a. Determina la energía cinética del protón.

b. Determina la velocidad del núcleo de helio.

c. Determina la energía cinética del núcleo de heli o.

d. Determina la masa que se transforma en energía c inética en esta desintegración.

e. Determina la masa de reposo del núcleo de litio.

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3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se d esintegra a un núcleo dhelio de masa de reposo de 6,6483 x 10 -27kg y a un protón de masa dereposo de 1,6726x10 -27kg, como se muestra en la reacción siguiente.

En esta reacción, el momento y la energía total se c onservan. Después dedesintegración, el protón se mueve con una velocida d no relativista de 2,12x107m/s.

a. Determina la energía cinética del protón.

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3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se d esintegra a un núcleo dehelio de masa de reposo de 6,6483 x 10 -27kg y a un protón de masa dereposo de 1,6726x10 -27kg, como se muestra en la reacción siguiente.

En esta reacción, el momento y la energía total se c onservan. Después de desintegración, el protón se mueve con una velocida d no relativista de 2,12x107m/s.

b. Determina la velocidad del núcleo de helio.

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3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se d esintegra a un núcleo dehelio de masa de reposo de 6,6483 x 10 -27kg y a un protón de masa dereposo de 1,6726x10 -27kg, como se muestra en la reacción siguiente.

En esta reacción, el momento y la energía total se c onservan. Después de desintegración, el protón se mueve con una velocida d no relativista de 2,12x107m/s.

c. Determina la energía cinética del núcleo de heli o.

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3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se d esintegra a un núcleo dehelio de masa de reposo de 6,6483 x 10 -27kg y a un protón de masa dereposo de 1,6726x10 -27kg, como se muestra en la reacción siguiente.

En esta reacción, el momento y la energía total se c onservan. Después de desintegración, el protón se mueve con una velocida d no relativista de 2,12x107m/s.

d. Determina la masa que se transforma en energía c inética en esta desintegración.

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3. Un núcleo de litio, mientras que en reposo, se d esintegra a un núcleo dehelio de masa de reposo de 6,6483 x 10 -27kg y a un protón de masa dereposo de 1,6726x10 -27kg, como se muestra en la reacción siguiente.

En esta reacción, el momento y la energía total se c onservan. Después de desintegración, el protón se mueve con una velocida d no relativista de 2,12x107m/s.

e. Determina la masa de reposo del núcleo de litio.

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4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c2 = 1,66 x 10-27 kg.)

a. Determina cada una de las siguientes.

i. El número atómico del núcleo de plomo

ii. El número de masa del núcleo de plomo

b. Determina la diferencia de masa entre el núcleo de polonio y el núcleo de plomo, teniendo en cuenta la energía cinética de la partícula de alfa, pero ignorando la energía de retroceso del núcleo de plomo.

c. Determina la velocidad de la partícula alfa. Un clásico (no relativista) aproximación es adecuada.

d. Determina la longitud de onda de De Broglie de la partícula alfa.

La partícula alfa es dispersada por un núcleo de oro (número atómico 79) en una "pared" de colisión.

e. Escribe una ecuación que podría ser utilizado para determinar la distancia mínima de cercanía de la partícula alfa con el núcleo de oro.No es necesario realmente resolver esta ecuación.

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4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c2 = 1,66 x 10-27 kg.)

a. Determina cada una de las siguientes.

i. El número atómico del núcleo de plomo

ii. El número de masa del núcleo de plomo

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4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c2 = 1,66 x 10-27 kg.)

b. Determina la diferencia de masa entre el núcleo de polonio y el núcleo de plomo, teniendo en cuenta la energía cinética de la partícula de alfa, pero ignorando la energía de retroceso del núcleo de plomo.

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4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c2 = 1,66 x 10-27 kg.)

c. Determina la velocidad de la partícula alfa. Un clásico (no relativista) aproximación es adecuada.

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4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c2 = 1,66 x 10-27 kg.)

d. Determina la longitud de onda de De Broglie de la partícula alfa.

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4. Un núcleo de polonio con número atómico de 84 y número de masa de 210 decae a un núcleo de plomo por la emisión de una partícula alfa de masa 4,0026 unidades de masa atómica y energía cinética de 5,5MeV. (1 unidad de masa atómica = 931,5 MeV/c2 = 1,66 x 10-27 kg.)

e. Escribe una ecuación que podría ser utilizado para determinar la distancia mínima de cercanía de la partícula alfa con el núcleo de oro.No es necesario realmente resolver esta ecuación.

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