Problemas de entrenamiento

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01. En un reactor tiene lugar la reacción:

23592U + 10 n → 14156Ba + 92Kr + a 10 n

a) Calcular el número atómico del Kr y el número de neutrones emitidos.

b) Calcular la masa de 23592U consumida por hora en una central nuclear de 800 MW de potencia, sabiendo que se desprenden 200 MeV por cada átomo de U.

02. En la bomba de hidrógeno se produce una reacción termonuclear en la que se forma helio a partir de deuterio y de tritio.

a) Escribir la reacción nuclear.

b) Calcular la energía liberada en la formación de un átomo de helio y la energía de enlace por nucleón de helio.

Masas(u): 4He = 4,0026; 3 H =3,0170; 2 H = 2,0141; 1 H = 1,0078; n = 1,0086

03. El 125B se desintegra en dos etapas: en la primera el núcleo resultante es 126C excitado y en la segunda se desexcita dando 126C.

a) Escribir la reacción en cada etapa.

b) Calcular la frecuencia de la radiación emitida en la segunda etapa si la diferencia de energía entre los estados energéticos es de 4,4 MeV.

04. En una muestra de madera de un sarcófago se producen en un día 13536 desintegraciones por cada gramo, debido al 14C presente, mientras que una muestra actual de la misma madera experimenta 920 desintegraciones por gramo en una hora. El período de semidesintegración del 14C es de 5730 años. Calcular:

a) la edad del sarcófago.

b) la actividad de la muestra dentro de 1000 años.

05. Una partícula de 2 mg de masa se deja caer al suelo desde una altura de 2 cm. La energía adquirida en la caída se emite como radiación visible de color verde (540 nm).

a) Hacer un análisis energético del problema.

b) ¿Cuántos fotones serán emitidos?

06. Un metal se ilumina simultáneamente con dos radiaciones monocromáticas: λ1 = 228nm y λ2 = 524nm. El trabajo de extracción de un electrón de ese metal es W = 3,40 eV.

a) ¿Cuál de las radiaciones produce efecto fotoeléctrico? Razonar la respuesta.

b) Calcular la velocidad máxima de los electrones emitidos. ¿Cómo varía la velocidad al duplicar la intensidad de la radiación luminosa incidente?

C1. Calcular la energía cinética de un electrón que tiene asociada una longitud de onda de 10–9 m.

C2. Si la diferencia de potencial utilizada para que el electrón adquiera la energía cinética de C1 se reduce a la mitad, ¿cómo cambia la longitud de onda asociada?

C3. Calcular la energía de un fotón que tiene la misma cantidad de movimiento que un neutrón de 4 eV de energía.

C4. ¿Cómo varía la longitud de onda asociada al neutrón si se duplica su energía?

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