T6: Física nuclear · Radiactividad — FISICA PEvAU Andalucía 2019

Radiactividad

Teoría

2019 · Extraordinaria · Suplente

4A-a

a) El

^{35}_{16}\ce{S}

se desintegra emitiendo radiación beta, y el

^{214}_{84}\ce{Po}

emitiendo radiación alfa. Explique cómo es cada uno de los procesos citados y determine las características del nucleido resultante en cada caso.

Datos: $1 \text{ u} = 1,66 \cdot 10^{-27} \text{ kg}$

Desintegración alfaDesintegración betaLeyes de Soddy

a) El proceso de desintegración beta (

eta^-

) se produce cuando en un núcleo inestable un neutrón se transforma en un protón, emitiendo un electrón (partícula

\beta^-

) y un antineutrino (

\bar{\nu}_e

). La ecuación general de la desintegración beta es:

^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A}_{Z+1}Y + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e

Para el $^{35}_{16}\ce{S}$ , el proceso es:

^{35}_{16}\text{S} \rightarrow ^{A}_{Z}\text{Y} + ^{0}_{-1}\text{e} + \bar{\nu}_e

Aplicando las leyes de conservación del número másico (A) y del número atómico (Z):

35 = A + 0 \Rightarrow A = 35

16 = Z + (-1) \Rightarrow Z = 17

El nucleido resultante tiene un número másico de $35$ y un número atómico de $17$ . Consultando la tabla periódica, el elemento con $Z=17$ es el Cloro (Cl). Por lo tanto, el nucleido resultante es $^{35}_{17}\ce{Cl}$ . La ecuación completa es:

^{35}_{16}\text{S} \rightarrow ^{35}_{17}\text{Cl} + ^{0}_{-1}\text{e} + \bar{\nu}_e

El proceso de desintegración alfa ( $\alpha$ ) se produce cuando un núcleo inestable emite una partícula alfa, que es un núcleo de Helio ( $^{4}_{2}\ce{He}$ ). Este proceso reduce el número másico del núcleo en $4$ unidades y el número atómico en $2$ unidades. La ecuación general de la desintegración alfa es:

^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A-4}_{Z-2}Y + ^{4}_{2}\text{He}

Para el $^{214}_{84}\ce{Po}$ , el proceso es:

^{214}_{84}\text{Po} \rightarrow ^{A}_{Z}\text{Y} + ^{4}_{2}\text{He}

Aplicando las leyes de conservación del número másico (A) y del número atómico (Z):

214 = A + 4 \Rightarrow A = 210

84 = Z + 2 \Rightarrow Z = 82

El nucleido resultante tiene un número másico de $210$ y un número atómico de $82$ . Consultando la tabla periódica, el elemento con $Z=82$ es el Plomo (Pb). Por lo tanto, el nucleido resultante es $^{210}_{82}\ce{Pb}$ . La ecuación completa es:

^{214}_{84}\text{Po} \rightarrow ^{210}_{82}\text{Pb} + ^{4}_{2}\text{He}