EJERCICIOS

I) Un ncleo de berilio 104Be tiene una masa de 10.0113u. La masa de neutrn es 1.0866u y la del

protn es 1.0027u.a. Calcular la masa terica del ncleo en ub. Calcular la energa de enlace en MeV y u, as como la energa de enlace por ncleo

II) El istopo 131 de Yodo tiene un periodo radiactivo de 8 das y se desintegra por emision betamenos.

a. Definir emisin beta menos y escribir la ecuacin de desintegracin del Yodo 131b. Calcular la constante radiactiva c. Si hoy la actividad es de 420 Bq, cunto era 8 das antes y cunto ser despues de 8 das?

III) El cobalto 60 es un radionucleido que se desintegra por emisin -.a. Escribir la ecuacin de desintegracinb. Calcular el periodo radiactivo del cobalto 60, sabiendo que despus de un ao su actividad se

reduce el 12%

IV) Se puede considerar en una primera aproximacin que la concentracin de carbono 14 en el tiempoes constante- Esta cantidad se encuentra en las plantas (vegetales vivientes) por el motivo que elcarbono orgnico proviene de CO2 atmosfrico producto de la fotosntesis. Cuando la planta muere elproceso de asimilacin se para y la cantidad de 14

6C disminuye. Para deducir la edad de un pedazo

de madera que se encuentra en una gruta histrica se mide su actividad.a. Escribir la ecuacin de desintegracin del carbon 14, sabiendo que se desintegra por emisin

beta menosb. Calcular la constante radiactiva sabiendo que el periodo radiactivo del carbono 14 es de 5730

aosc. Se conoce que la actividad inicial de un pedazo de madera es 0.2 Bq y que el pedazo

encontrado tiene una actividad de 0.03Bq: calcular la edad de la muerte de la madera

V) El descubrimiento de un tronco de madera en la tumba de Hemaka (oficial de la primera dinasta) enSaqqara (Egipto) nos da una actividad en el momento de la medicin A= 6.68 desintegraciones porminuto, por cada gramo de carbono. Encontrar la expresin de la edad t de la muerte del organismo ycalcular su edad. El periodo semi radiactivo del carbono 14 es de 5730 aos y la actividad inicial porcada gramo de carbono es de 13.5 desintegraciones por minuto.

VI) El radn 222 se desintegra dando en orden sucesivo: polonio 218, plomo 214 y bismuto 214.Escribir las ecuaciones de desintegraciones que permiten llegar a estos tres elementos y indicar el tipode desintegracin.

VII) El periodo radiactivo del carbono 14 es de 5730 aos.a. Calcular la constante radiactiva b. En 2004, algunos cientficos han publicado artculos sobre el descubrimiento de Otzi, un

hombre momificado naturalmente dal hielo y descubierto en septiembre 1991 en los Alpes italianos. Laactividad medida en el momento del descubrimiento fue 7.16 Bq por minuto por un gramo de carbono.Calcular la fecha de muerte de Otzi

c. En Obock (Yibuti) los cientficos han estudiado un coral viejo de 1.5x105 aos. Si el lmite

de deteccin del carbono 14 es de 0.1% de su valor inicial, puede ser usado este mtodo para datar elcoral?

VIII) Para realizar la datacin de piedras antiguas se usa algunas veces el mtodo potasio-argn. Elpotasio 40 (T=1.319 aos) se transforma en argn 40.

a. Cul es el porcentaje de tomos de potasio 40 que se queda en la roca despus de 4 veces eltiempo de desintegracin?

b. Con la hiptesis de 1% de lmite de deteccin para la datacin, haciendo una comparacincon el tiempo de existencia de la Tierra, determinar si este mtodo permite realizar una medicin de laedad de la Tierra. Justificar.

IX) El cesio 137 se desintegra por emisin beta menos y da un ncleo de bario que se desexcita.a. Escribir la ecuacin de desintegracinb. El tiempo de desintegracin T del cesio 137 es 30 aos y su actividad inicial durante la

preparacin es 3x104 Bq. Cul es la actividad de la fuente cinco aos despus de su preparacin?

X) El cobalto 60 se usa frecuentemente como fuente radiactiva en medicina. Su vida media es 5.25aos. Cunto tiempo despus de su entrega su actividad habr disminuido de?

a. una octava parte del valor originalb. una tercera parte de su valor inicial

XI) El tecnecio 99 tiene un estado de excitacin que se desintegra por emisin gama. La vida media delestado excitado es de 360 minutos. Cul es la actividad de 1 mg de este istopo ?

XII) El uranio 238 es radiactivo y decae emitiendo las siguientes partculas antes de alcanzar su estadoestable:

, , , , , , , , , , , , , Cul es el ncleo final estable ?

XIII) La vida media del uranio 238 es de aproximadamente 4.5x109 aos y el producto final es plomo206. Las rocas mas viejas de uranio que se conocen en la Tierra contienen una mezcla aproximada de50/50 uranio 238 y plomo 206. Cul es la edad aproximada de estas rocas ?

XIV) Un nuclido de radn 222 se desintegra emitiendo una partcula alfa. Tenemos 1g de ese istopoy su tiempo de semi vida es 3.8 das.

a. Escibir la ecuacin de desintegracin y calcular la constante de desintegracinb. Cuntos nuclidos se encuentran en el tiempo inicial t0 ?c. Cul es la actividad de 1g de radn 222 en t0 y cul sera su actividad despus de 15 das ?

La medicina nuclear comprende todas las aplicaciones donde existen sustancias radiactivas que pueden ser asociadas a un diagnstico o una terapia. Es un campo de aplicacin que progresa desde los aos 1930 gracias al descubrimiento de nuevos istopos. El objetivo de la radio-terapia es administrar un radio-frmaco cuyas

radiaciones emitidas van a tratar un rgano determinado. Por ejemplo, se usa el Renio 186 (186Z Re) para aliviar

el dolor reumatolgico. El tiempo de semi vida del Renio 186 es 3.7 das.

i. El Renio 186 se desintegra en beta menos y da una partcula de osmio

A76

Os.

Identificar A y Z, escribir la ecuacin de desintegracin. (1pt)ii. El producto inyectable se presenta en una jeringuilla de volumen 10ml y la etiqueta del

producto indica Actividad a fecha de calibracin: 3700MBq. Explicar el motivo de laescrita sobre la etiqueta y citar la ley a la cual hace referencia. (1pt)

iii. Calcular la masa en gramo de Renio presente en la jeringuilla. (1pts)iv. Si la actividad de la sustancia a inyectar en una espalda es de 70MBq para un paciente.

Cul es el volumen a inyectar si somos 3.7 das despus de la fecha de calibracin?(2pts)

VII. Una muestra de 137Ba metastable tiene una actividad en un tiempo cero de 52.4Bq. Se mide la actividadde la muestra cada minuto y se obtienen los siguientes resultados:t (min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10A (Bq) 42.6 30.5 22.0 17.5 14.1 10.1 8.5 5.6 5.1 2.5Determinar grficamente el periodo T del 137Ba. (3pts)

VIII. Los secoyas son los arboles ms grandes en el planeta. Algunos individuos viven hasta 3500aos. El agua entra por las races y tiene que ser transportada hasta 300m de altura para realizar elproceso de nutricin. Calcular el trabajo efectuado contra la gravedad para el transporte de unamolcula de agua. Si la gravedad era la de la luna (0.15 m.s-2) y que el trabajo fuera lo mismo, Culsera la altura de los secoyas en la luna? (2pts)

I. Se har la hiptesis que el neutrn tiene una forma esfrica y que su dimetro es 1.7 fm. i. Calcular la densidad en g/m3 de un neutrn. (1pt)

ii. Suponiendo que los neutrones se acumulan y forman una naranja de 5 cm deradio, Cul sera la masa de la naranja neutrnica en kg y en tonelada (T)?(1pt)

iii. El Empire State Building ubicado en Nueva York pesa 365.000 T. Comparar sumasa con la naranja neutrnica. Comentar. (1pt)

VI. La medicina nuclear comprende todas las aplicaciones donde existen sustancias radiactivasque pueden ser asociadas a un diagnstico o una terapia. Es un campo de aplicacin queprogresa desde los aos 1930 gracias al descubrimiento de nuevos istopos. El objetivo dela radio-terapia es administrar un radio-frmaco cuyas radiaciones emitidas van a tratar unrgano determinado. Por ejemplo, se usa el Renio 186 ( 186Z Re) para aliviar el dolorreumatolgico. El tiempo de semi vida del Renio 186 es 3.7 das.

i. El Renio 186 se desintegra en beta menos y da una partcula de osmioA76

Os

. Identificar A y Z, escribir la ecuacin de desintegracin. (1pt)ii. El producto inyectable se presenta en una jeringuilla de volumen 10ml y la

etiqueta del producto indica Actividad a fecha de calibracin: 3700MBq.Explicar el motivo de la escrita sobre la etiqueta y citar la ley a la cual hacereferencia. (1pt)

iii. Calcular la masa en gramo de Renio presente en la jeringuilla. (1pts)iv. Si la actividad de la sustancia a inyectar en una espalda es de 70MBq para

un paciente. Cul es el volumen a inyectar si somos 3.7 das despus de lafecha de calibracin? (2pts)

VII. Se considera 1g de Uranio 235:i. Si la energa de fisin liberada por 1 tomo de Uranio 235 es

aproximadamente 200 MeV, calcular la energa liberada en MeV y en J por 1g de Uranio 235. (1pt)

ii. Si 1 g de TNT libera 4184 J, calcular la energa liberada en J por 1 kTon deTNT. (1pt)

iii. Calcular la cantidad de Uranio 235 que se necesitara para liberar 20 kTon deTNT. (1pt)

iv. En la realidad, se necesita 30 g de Uranio 235 para generar una bomba de 20kTon de TNT. Comentar. (1pt)