Descripción de la tarea
"La vida media del sueño americano" es el subtítulo de la película Uranium Drive-in. Como cuenta este artículo de El País, la película narra la confrontación entre ecologistas y mineros por el proyecto de una nueva planta de Uranio en un pueblo norteamericano. El pueblo, ahora desierto, denominado Urvan, de Uranio y Vanadio, gozó de un progreso económico espectacular al convertirse en la principal fuente de mineral radiactivo desde que se fabricaron las bombas que pusieron fin a la segunda guerra mundial. ¿Sabes de qué hablamos? Hirosima y Nagasaki fueron arrasadas por el uso de bombas atómicas en agosto de 1945. Ahora, décadas después, Japón y EE.UU. dan pasos para la total reconciliación, las ciudades japonesas llevan años reconstruidas pero Urvan casi ha desaparecido. ¿Curioso, verdad? Os dejamos el trailer del film antes de ponernos con las manos en la masa... nuclear.
Llamamos cadena de desintegración al conjunto de los radioisótopos que se generan durante el proceso mediante el cual un isótopo radiactivo decae en otro isótopo (llamado hijo), y éste a su vez decae o se desintegra en otro isótopo y así sucesivamente hasta alcanzar un isótopo estable. En la siguiente animación te mostramos una de las cuatro cadenas de desintegración naturales que existen, concretamente la del Uranio. La animación te ofrece, rodeado por un círculo, un isótopo de la cadena al azar. Captura la pantalla y trabaja siempre con ese isótopo.
Al final de esta página te ofrecemos datos que puedes necesitar a lo largo de la tarea. Adelante.
1. Determina cuántos protones, neutrones y electrones forman al isótopo de la cadena. Busca en internet qué otros isótopos de ese mismo elemento existen en la naturaleza y completa la siguiente tabla con el elemento radiactivo de la animación y otros dos de sus isótopos.
| Isótopo | Protones | Neutrones | Electrones |
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2. ¿Cuál es la configuración electrónica de estos tres isótopos?
3. Sus propiedades químicas, ¿serán iguales o diferentes?
4. ¿Cuáles son los números cuánticos de los electrones situados en su última capa?
5. Calcula la energía (en Julios) por nucleón de cada uno de estos isótopos e indica cuál de los tres es más estable. Usa los datos que te ofrecemos abajo y da los resultados con al menos 5 cifras decimales.
6. Consulta la animación y escribe las ecuaciones de dos reacciones nucleares diferentes en las que participe el elemento destacado. Explica qué tipo de radiación se emite en ambas reacciones y qué poder de penetración tienen.
7. Debajo del símbolo de cada isótopo radiactivo aparece el dato de su período de semidesintegración. ¿Cuánto vale en tu caso? ¿Qué significa ese valor?
8. Suponiendo que una dosis letal del isótopo que estamos estudiando, por ingesta para la especie humana, pesaría 20ng. ¿Cuántos átomos habría en una dosis letal?
9. ¿Cuánto tiempo habrá de pasar para que una muestra letal de dicho isótopo se reduzca al 10%?
10. Explica cómo se usa la desintegración nuclear para la datación en arqueología.
DATOS:
mp=1.00728 u ; mn=1.00867 u ; 1 u=1.66·10-27 kg ; c=3·108 m/s
| Núclido | Masa isótopo (u) | Modo de desintegración | Periodo de semidesintegración | Energía desprendida (MeV) | Producto de desintegración |
|---|---|---|---|---|---|
| U 238 | 238.0507847 | α | 4.468·109 a | 4,270 | Th 234 |
| Th 234 | 234.036596 | β- | 24,10 d | 0,273 | Pa 234 |
| Pa 234 | 234.04330 | β- | 6,70 h | 2,197 | U 234 |
| U 234 | 234.0409468 | α | 245500 a | 4,859 | Th 230 |
| Th 230 | 230.033126 | α | 75380 a | 4,770 | Ra 226 |
| Ra 226 | 226.025403 | α | 1602 a | 4,871 | Rn 222 |
| Rn 222 | 222.017571 | α | 3,8235 d | 5,590 | Po 218 |
| Po 218 | 238.008973 | α 99.98 % β- 0.02 % |
3,10 min | 6,115 0,265 |
Pb 214 At 218 |
| At 218 | 238.008694 | α 99.90 % β- 0.10 % |
1,5 s | 6.874 2.883 |
Bi 214 Rn 218 |
| Rn 218 | 238.005601 | α | 35 ms | 7.263 | Po 214 |
| Pb 214 | 213.999805 | β- | 26.8 min | 1.024 | Bi 214 |
| Bi 214 | 213.998711 | β- 99.98 % α 0.02 % |
19.9 min | 3.272 5.617 |
Po 214 Tl 210 |
| Po 214 | 213.995201 | α | 0.1643 ms | 7.883 | Pb 210 |
| Tl 210 | 209.990073 | β- | 1.30 min | 5.484 | Pb 210 |
| Pb 210 | 209.984188 | β- | 22.3 a | 0.064 | Bi 210 |
| Bi 210 | 209.984120 | β- 99.99987% α 0.00013% |
5.013 d | 1.426 5.982 |
Po 210 Tl 206 |
| Po 210 | 209.982874 | α | 138.376 d | 5.407 | Pb 206 |
| Hg 206 | 205.977514 | β- | 8.32 min | 0.00132 | Tl 206 |
| Tl 206 | 205.976110 | β- | 4.199 min | 1.533 | Pb 206 |
| Pb 206 | 205.974465 | - | estable | - | - |
Recuerda nombrar el archivo del siguiente modo: Apellido1_Apellido2_Nombre_FI2_Tarea_6_2.
Puedes utilizar este documento como plantilla para resolver tu tarea.