T6: Física nuclear · Reacciones nucleares — FISICA PEvAU Andalucía 2019

Reacciones nucleares

Problema

2019 · Extraordinaria · Titular

4A-a

a) Cuando el

\ce{^{235}_{92}U}

captura un neutrón experimenta su fisión, produciéndose un isótopo del

\ce{Xe}

, de número másico 140, un isótopo del

\ce{Sr}

de número atómico 38 y 2 neutrones. Escriba la reacción nuclear y determine razonadamente el número atómico del

\ce{Xe}

y el número másico del

\ce{Sr}

Fisión nuclearUranioIsótopos

a) La reacción nuclear de fisión del Uranio-235 al capturar un neutrón se rige por los principios de conservación del número másico (A) y del número atómico (Z). La reacción general es:

\ce{^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n \rightarrow ^{140}_{Z_{Xe}}Xe + ^{A_{Sr}}_{38}Sr + 2 ^{1}_{0}n}

Para determinar el número atómico del Xe ( $Z_{Xe}$ ) y el número másico del Sr ( $A_{Sr}$ ), aplicamos las leyes de conservación:

Conservación del número másico (A):

La suma de los números másicos de los reactivos debe ser igual a la suma de los números másicos de los productos.

235 + 1 = 140 + A_{Sr} + 2 \cdot 1

236 = 140 + A_{Sr} + 2

236 = 142 + A_{Sr}

A_{Sr} = 236 - 142

A_{Sr} = 94

Por lo tanto, el número másico del isótopo del Estroncio es 94.

Conservación del número atómico (Z):

La suma de los números atómicos de los reactivos debe ser igual a la suma de los números atómicos de los productos.

92 + 0 = Z_{Xe} + 38 + 2 \cdot 0

92 = Z_{Xe} + 38

Z_{Xe} = 92 - 38

Z_{Xe} = 54

Por lo tanto, el número atómico del isótopo del Xenón es 54.

Reacción nuclear completa:

\ce{^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n \rightarrow ^{140}_{54}Xe + ^{94}_{38}Sr + 2 ^{1}_{0}n}