FísicaFácil2 pts

Radiactividad y desintegración

También trata: Núcleo atómico y reacciones nucleares
Cataluña · 2018 · Septiembre · Opción A
Enunciado
El carbono 14 (14C{}^{14}\text{C}) es un isótopo radiactivo que se produce en las altas capas de la troposfera y de la estratosfera. La datación de restos orgánicos se basa en la desintegración de este isótopo, que pasa a los organismos a través de la cadena alimentaria. La desintegración de una muestra de 14C{}^{14}\text{C} produce partículas β−\beta^-.

a) (1 punto) Complete la reacción de formación del 14C{}^{14}\text{C}:714N+ ? →614C+11H{}^{14}_{7}\text{N} + \,?\, \rightarrow {}^{14}_{6}\text{C} + {}^{1}_{1}\text{H}Complete también la reacción de desintegración de este isótopo:614C→…{}^{14}_{6}\text{C} \rightarrow \ldotsb) (1 punto) ¿Qué porcentaje quedará del 14C{}^{14}\text{C} que tenía originalmente una momia de 4 0004\,000 años de antigüedad si se sabe que el período de semidesintegración del 14C{}^{14}\text{C} es de 5 7305\,730 años?
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Resultado
  714N+01n→614C+11H    614C→714N+−10β−+00νˉe    Queda el 61,6 %  \boxed{\;{}^{14}_{7}\text{N} + {}^{1}_{0}\text{n} \rightarrow {}^{14}_{6}\text{C} + {}^{1}_{1}\text{H}\;}\qquad \boxed{\;{}^{14}_{6}\text{C} \rightarrow {}^{14}_{7}\text{N} + {}^{0}_{-1}\beta^- + {}^{0}_{0}\bar{\nu}_e\;}\qquad \boxed{\;\text{Queda el } 61{,}6\,\%\;}
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Solución oficial

Corrección oficial de la PAU de Cataluña (Generalitat de Catalunya), traducida del catalán. Las puntuaciones de cada paso son las de la pauta de corrección.
a)

0,5 p. 714N+01n→614C+11H{}^{14}_{7}\text{N} + {}^{1}_{0}\text{n} \rightarrow {}^{14}_{6}\text{C} + {}^{1}_{1}\text{H}

0,5 p. 614C→714N+−10β−+00νˉe{}^{14}_{6}\text{C} \rightarrow {}^{14}_{7}\text{N} + {}^{0}_{-1}\beta^- + {}^{0}_{0}\bar{\nu}_e

b)

0,2 p. N(t)=N0 e−λtN(t) = N_0\,e^{-\lambda t}

0,4 p. λ=ln⁡2t1/2=ln⁡25730=1,21×10−4 an˜os−1\lambda = \dfrac{\ln 2}{t_{1/2}} = \dfrac{\ln 2}{5730} = 1{,}21\times 10^{-4}\ \text{años}^{-1}

0,2 p. N(4000 an˜os)N0×100=e−1,21×10−4×4000=61,6 %\dfrac{N(4000\ \text{años})}{N_0}\times 100 = e^{-1{,}21\times 10^{-4}\times 4000} = 61{,}6\,\% 0,2 p.

Corrección oficial en PDF (original en catalán)

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