T6: Física nuclear · Radiactividad — FISICA PEvAU Andalucía 2024

T6: Física nuclear

Radiactividad

Teoría

2024 · Extraordinaria · Suplente

D1-a

a) i) Describa las características de las emisiones radiactivas

\gamma

. ii) El

^{232}_{90}\ce{Th}

se desintegra mediante emisiones

\alpha

\beta

^{208}_{82}\ce{Pb}

. Escriba la ecuación nuclear correspondiente y deduzca el número de partículas

\alpha

\beta

emitidas.

emisiones gammadesintegración alfadesintegración beta

a) i) La radiación

\gamma

es una forma de radiación electromagnética de alta energía constituida por fotones. Sus características principales son:

1. Carece de masa en reposo y de carga eléctrica, por lo que no es desviada por campos eléctricos o magnéticos. 2. Posee una gran capacidad de penetración en la materia, requiriendo grandes espesores de plomo o gruesos muros de hormigón para ser atenuada. 3. Su poder ionizante es relativamente bajo en comparación con las emisiones $\alpha$ o $eta$ .

a) ii) Para determinar el número de partículas

\alpha

eta

emitidas en la desintegración del

\ce{^{232}_{90}Th}

hasta el

\ce{^{208}_{82}Pb}

, planteamos la ecuación nuclear general basada en el balance de masa y carga:

\ce{^{232}_{90}Th} -> \ce{^{208}_{82}Pb + x ^{4}_{2}He + y ^{0}_{-1}e}

Donde $x$ representa el número de partículas $\alpha$ (núcleos de helio) e $y$ el número de partículas $eta$ (electrones). Aplicamos las leyes de Soddy-Fajans para la conservación del número másico ( $A$ ) y del número atómico ( $Z$ ).Conservación del número másico ( $A$ ):

232 = 208 + 4x + 0y

Resolvemos la ecuación para determinar el número de partículas $\alpha$ :

232 - 208 = 4x \implies 24 = 4x \implies x = 6 \text{ part\text{í}culas } \alpha

Conservación del número atómico o carga ( $Z$ ):

90 = 82 + 2x - y

Sustituimos el valor de $x = 6$ para hallar el número de partículas $eta$ :

90 = 82 + 2(6) - y \implies 90 = 82 + 12 - y

90 = 94 - y \implies y = 4 \text{ part\text{í}culas } \beta

Por lo tanto, se emiten 6 partículas $\alpha$ y 4 partículas $eta$ . La ecuación nuclear completa del proceso es:

\ce{^{232}_{90}Th} -> \ce{^{208}_{82}Pb + 6 ^{4}_{2}He + 4 ^{0}_{-1}e}