Problema resuelto de Física: Núcleo atómico y reacciones nuclearesSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2017 · Julio · Opción A

Leyes de conservación. En una reacción nuclear la suma de los números másicos y la de los números atómicos son iguales a los dos lados de la flecha.

Primera reacción. ${}^{2}_{1}\text{H} + {}^{3}_{1}\text{H} \rightarrow {}^{a}_{b}X + {}^{1}_{0}n$:$$\text{Número másico:}\quad 2 + 3 = a + 1 \;\Rightarrow\; a = 4$$$$\text{Número atómico:}\quad 1 + 1 = b + 0 \;\Rightarrow\; b = 2$$Un núcleo con $Z = 2$ es de helio: $X$ es ${}^{4}_{2}\text{He}$, una partícula alfa. Es la fusión de deuterio y tritio.

Segunda reacción. ${}^{c}_{d}Y + {}^{11}_{5}\text{B} \rightarrow 3\,{}^{4}_{2}\text{He}$. A la derecha hay tres núcleos de helio:$$\text{Número másico:}\quad c + 11 = 3\cdot4 = 12 \;\Rightarrow\; c = 1$$$$\text{Número atómico:}\quad d + 5 = 3\cdot2 = 6 \;\Rightarrow\; d = 1$$Un núcleo con $Z = 1$ y $A = 1$ es el de hidrógeno (un protón): $Y$ es ${}^{1}_{1}\text{H}$. Es la fusión protón-boro, que solo produce núcleos de helio y ningún neutrón, que es justo lo que busca la segunda compañía.