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En construcciónAñadimos comunidades, materias, años y soluciones de forma progresiva y constante.
Radiactividad
Problema
2019 · Ordinaria · Reserva
4A-b
Examen

Al someter a la prueba del X14X2214C\ce{^{14}C} una herramienta de madera encontrada en un yacimiento arqueológico, se detecta que la actividad de dicho isótopo es un 15%15\% de la correspondiente a la de una muestra actual de la misma madera. Sabiendo que el periodo de semidesintegración del X14X2214C\ce{^{14}C} es de 5730 an˜os5730 \text{ años}, determine la constante de desintegración y calcule antigüedad de dicha herramienta.

Carbono-14dataciónperiodo de semidesintegración+1

Datos:

T1/2=5730 an˜osT_{1/2} = 5730 \text{ años}
A=0.15A0A = 0.15 A_0
a) Determinación de la constante de desintegración (λ\lambda):

La constante de desintegración (λ\lambda) y el periodo de semidesintegración (T1/2T_{1/2}) están relacionados por la expresión:

T1/2=ln(2)λT_{1/2} = \frac{\ln(2)}{\lambda}

Despejando λ\lambda y sustituyendo los valores:

λ=ln(2)T1/2=0.6935730 an˜os=1.209×104 an˜os1\lambda = \frac{\ln(2)}{T_{1/2}} = \frac{0.693}{5730 \text{ años}} = 1.209 \times 10^{-4} \text{ años}^{-1}
b) Cálculo de la antigüedad de la herramienta (tt):

La ley de desintegración radiactiva para la actividad es:

A=A0eλtA = A_0 e^{-\lambda t}

Donde AA es la actividad actual, A0A_0 es la actividad inicial, λ\lambda es la constante de desintegración y tt es el tiempo transcurrido (antigüedad). Sustituimos la relación de actividades y la constante de desintegración calculada:

0.15A0=A0eλt0.15 A_0 = A_0 e^{-\lambda t}
0.15=eλt0.15 = e^{-\lambda t}

Aplicamos el logaritmo neperiano a ambos lados de la ecuación:

ln(0.15)=λt\ln(0.15) = -\lambda t

Despejamos tt:

t=ln(0.15)λ=1.8971.209×104 an˜os1t = \frac{\ln(0.15)}{-\lambda} = \frac{-1.897}{-1.209 \times 10^{-4} \text{ años}^{-1}}
t15690 an˜ost \approx 15690 \text{ años}

La antigüedad de la herramienta es aproximadamente 15690 an˜os15690 \text{ años}.