Radioactivitat: problemes i solucions
1. Segons la figura següent, l'activitat radioactiva després de la desintegració durant 13.86 hores és...
Conegut:
Vida mitjana (T1 /2 ) = 6.93 hores
Lapse de temps (t) = 13.86 hores
Es busca: activitat radioactiva
Solució:
A = activitat radioactiva , λ = constant de desintegració, Nt = nombre d'àtoms radioactius després de desintegrar-se durant un cert interval de temps , T1 /2 = període de semidesintegració
La constant de decadència:
El nombre d'àtoms radioactius després de la desintegració durant un cert interval de temps:
Activitat radioactiva:
2. Segons la figura següent, després que la substància radioactiva es desintegri durant 15 minuts, la substància radioactiva restant és...
Solució:
N o = La quantitat inicial dels àtoms radioactius
Nt = La quantitat final dels àtoms radioactius després de la desintegració durant un cert interval de temps (t )
t = interval de temps
T 1/2 = vida mitjana
Calcula el període de semidesintegració:
Conegut:
N o = 8 grams
Nt = 2 grams
t = 6 minuts
Es busca: vida mitjana (T 1/2)
Solució:
Calcula la resta de material radioactiu:
Conegut:
La quantitat inicial dels àtoms radioactius ( No ) = 8 grams
Lapse de temps (t) = 15 minuts
Vida mitjana (T1/2) = 3 minuts
Es busca: el material radioactiu restant ( Nt )
Solució:
1. Pregunta: Què és la radioactivitat?
Resposta: La radioactivitat és l'emissió espontània de partícules o energia des del nucli d'un àtom inestable.
2. Pregunta: Anomena tres tipus comuns de desintegració radioactiva.
Resposta: Els tres tipus comuns són la desintegració alfa (α), la desintegració beta (β) i la radiació gamma (γ).
3. Pregunta: Què s'emet durant la desintegració alfa?
Resposta: Durant la desintegració alfa, s'emet una partícula alfa, que consta de 2 protons i 2 neutrons (essencialment un nucli d'heli-4).
4. Pregunta: Com canvia el nombre atòmic d'un element durant la desintegració beta-minus (β⁻)?
Resposta: Durant la desintegració beta-minus, un neutró es transforma en un protó, emetent un electró en el procés. Això augmenta el nombre atòmic en un.
5. Pregunta: Què és la radiació gamma?
Resposta: La radiació gamma és un fotó d'alta energia emès per un àtom radioactiu. És radiació electromagnètica, molt semblant als raigs X però més energètica.
6. Pregunta: Per què sovint s'emet radiació gamma després d'altres tipus de desintegració?
Resposta: La radiació gamma sovint s'emet després d'altres tipus de desintegració per alliberar l'excés d'energia del nucli excitat, retornant-lo a un estat d'energia més baix.
7. Pregunta: Quina diferència hi ha entre el període de semidesintegració i la constant de desintegració?
Resposta: El període de semidesintegració és el temps que triga la meitat dels àtoms radioactius d'una mostra a desintegrar-se, mentre que la constant de desintegració representa la probabilitat per unitat de temps que un sol àtom es desintegri.
8. Pregunta: Com s'utilitzen els radioisòtops en medicina?
Resposta: Els radioisòtops es poden utilitzar en medicina tant amb finalitats diagnòstiques com terapèutiques. Per exemple, el tecneci-99m s'utilitza en imatges, mentre que el iode-131 s'utilitza en el tractament de trastorns de la tiroide.
9. Pregunta: Quin és el principi de la datació per carboni-14?
Resposta: La datació per carboni-14 es basa en la mesura de la proporció de carboni-14 (un isòtop radioactiu) respecte al carboni-12 en materials orgànics. Com que el carboni-14 es desintegra amb el temps, la proporció pot indicar l'edat de la mostra.
10. Pregunta: Quina diferència hi ha entre la fissió i la fusió pel que fa a les reaccions nuclears?
Resposta: La fissió és la divisió d'un nucli pesant en dos o més nuclis més petits, alliberant energia. La fusió, en canvi, implica combinar dos nuclis lleugers per formar-ne un de més pesant, alliberant també energia.
11. Pregunta: Com funciona un comptador Geiger?
Resposta: Un comptador Geiger detecta la radiació mesurant la ionització produïda en un tub Geiger-Müller. Quan la radiació passa a través del tub, ionitza el gas del seu interior, provocant una descàrrega elèctrica mesurable.
12. Pregunta: Quina és la funció de les barres de control en els reactors nuclears?
Resposta: Les barres de control absorbeixen neutrons, regulant la velocitat de la reacció de fissió nuclear en un reactor. Ajustant la posició d'aquestes barres, la reacció es pot accelerar, alentir o aturar completament.
13. Pregunta: Per què s'utilitza el plom com a material de protecció contra la radiació?
Resposta: El plom és dens i pot absorbir i aturar eficaçment els diferents tipus d'emissions radioactives, especialment els raigs gamma, protegint les persones i els equips de l'exposició a la radiació.
14. Pregunta: Quina relació té el concepte d'energia d'enllaç amb la radioactivitat?
Resposta: L'energia d'enllaç és l'energia necessària per desmuntar un nucli en els seus protons i neutrons constituents. En alguns casos, si la reorganització o l'emissió de partícules redueix l'energia d'enllaç total, el nucli ho farà, provocant una desintegració radioactiva.
15. Pregunta: Quina és una unitat habitual per mesurar la radioactivitat?
Resposta: El becquerel (Bq) és una unitat comuna que representa un esdeveniment de desintegració per segon.
16. Pregunta: Quina relació té el radó amb la radioactivitat?
Resposta: El radó és un gas radioactiu natural, format com a producte de desintegració de l'urani. Es pot acumular en edificis i representa un risc per a la salut a causa de la seva radioactivitat.
17. Pregunta: Per què és important el plutoni-239 en l'energia nuclear?
Resposta: El plutoni-239 pot patir fissió i s'utilitza tant com a combustible en certs tipus de reactors nuclears com en la producció d'armes nuclears.
18. Pregunta: Què és l'activació neutrònica?
Resposta: L'activació de neutrons és el procés en què els isòtops estables es tornen radioactius després de capturar neutrons. El nou isòtop sovint es desintegra emetent radiació beta o gamma.
19. Pregunta: Com funcionen els traçadors en l'estudi dels processos biològics?
Resposta: Els traçadors radioactius són isòtops que emeten radiació i es poden rastrejar a mesura que es mouen a través dels sistemes biològics. Monitoritzant el seu moviment, els investigadors poden estudiar processos com ara les vies metabòliques o el flux sanguini.
20. Pregunta: Per què alguns elements són més radioactius que d'altres?
Resposta: L'estabilitat d'un nucli atòmic depèn de l'equilibri de protons i neutrons. Els elements amb nuclis allunyats d'un equilibri estable d'aquestes partícules tendeixen a esdevenir més radioactius, a mesura que es desintegren per assolir un estat més estable.
