T2. Reacciones nucleares. Tipos . Unidades y magnitud de energía de las reacciones nucleares.

Trabajo en clase día 22 febrero 2016

1. ¿En qué unidades se mide típicamente la energía de la gráfica anterior? ¿Cuál es el factor de conversión de estas unidades con las más habituales?
   Se mide en Electronvoltio El electronvoltio (símbolo eV) es una unidad de energía que representa la variación de energía potencial que experimenta un electrón al moverse desde un punto de potencial Va hasta un punto de potencial Vb cuando la diferencia Vba = Vb-Va = 1V, es decir, cuando la diferencia de potencial del campo eléctrico es de 1 voltio
   La unidad de energía más habitual es el julio y este equivale julio=culombio x voltio.
   La carga del electrón es muy pequeña y expresada en culombios es 1,602176565 × 10^-19 culombios, por ello equivale a 1,602176565 × 10^-19 julios.
   
   
2. ¿De qué orden son los valores de energía que intervienen en las reacciones nucleares? ¿Y en las reacciones químicas? (buscar algún ejemplo concreto)
   
   
   
   

   Como vemos en los ejemplos concretos más adelante, una reacción nuclear se mueve en el orden de magnitud de los Megaelectronvoltios, mientras que una reacción química se muve en un orden de magnitud de energia de Electronvoltios.

   
   

   EJEMPLO reaccion química a la izquierda

   Formación de dos moléculas de agua, liberando 5,7 electron voltios de energía.
   EJEMPLO reaccion nuclear a la derecha

   Fusión de deuterio con tritio, por la cual se producen helio 4, se liberan un neutrón y se generan 17,59 MeV de energía

   
    

1. ¿Podéis hacer un esquema (tabla o similar) con todos los tipos de reacciones nucleares existentes?
   

   

   
   
   

T1.Ley Fundamental de la Desintegración. Ejercicios.

Resolución de ejercicio 3.1

a) En una muestra de 20.000 átomos, si se desintegran 400 en 8 segundos, Calcular la actividad de la muestra medida en mCi.

Nº átomos muestra inicial = N0 = 20.000

Nº átomos muestra pasados 8 segundos = N = 20.000 - 400 = 19.600

t= 8 segundos

Ley de la Desintegración                   N = N0  * e ^–lt

^despejando                                                                    l= (1/t) * ln (N0 / N)

sustituyendo valores                        l= (1/8) * ln (20000 / 19600)

                 

obtenemos constante desintegración l= 2,52 * 10 ^–3 s ^–1

Actividad                                        A = lN =2,52 * 10 ^–3 *  19600 (Bq/s) 

                                                    

                                                     A = 49,4 * 10 ^–3 Bq/s 

Conversion Bq a Ci                           1 Bq= 1/ (3,7 *10⁷) mCi

  

Actividad expresada en Ci                 A = 49,4 * 10 ^–3/ (3,7 *10⁷)  mCi/s 

Actividad expresada en mCi              A = 13,35 * 10 ^–10 mCi/s

b) Para producir una actividad de 1mCi  ¿Cuántos núcleos de ^99mTc 

(l = 3,2 * 10^–5 /s) serán necesarios? ¿cuanta masa suponen? (nº avogadro 6,02 * 10²³)

Sabemos la Actividad y la Constante de desintegración, podemos calcular el número de núcleos con la expresión A = lN 

1 mCi = 3,7 *10⁷ Bq

3,7 *10⁷ Bq = 3,2 * 10 ^–5 * N   

N = (3,7 *10⁷)/(3,2 * 10 ^–5)= 1,15 * 10 ¹² átomos en la muestra serán necesarios para producir una actividad de 1 mCi

Para saber cuanta masa supone la cantidad total de núcleos de la muestra
La masa atómica del Tc es 97
6,02 * 10²³ átomos de ^99mTc pesan 97 gramos por lo tanto

los 1,15 * 10 ¹² átomos de la muestra pesarán:

masa de la muestra = (1,15 * 10 ¹²) * 98 /(6,02 * 10²³) = 
= 18,72 * 10 ^–11 gramos

Presentación

Este blog es una herramienta de trabajo de la asignatura Instrumentación II del Master de Ingenieria Biomédica de UPNA del curso 2015-1016

Su autor es Ana González