Problema resuelto de Física: Radiactividad y desintegraciónSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2018 · Julio · Opción B

Número atómico del nitrógeno. El elemento lo fija el número atómico: el nitrógeno es el elemento 7, así que $Z = 7$.

Conservación del número másico y de la carga. Escribimos $X$ como $^{A}_{Z_X}X$:$$14 = 14 + A \quad\Longrightarrow\quad A = 0$$$$6 = 7 + Z_X \quad\Longrightarrow\quad Z_X = -1$$Una partícula sin nucleones y con carga $-1$ es un electrón, $^{\ \,0}_{-1}e$.

Lo que dice la trayectoria. Entre las placas hay un campo eléctrico uniforme dirigido de la placa positiva (arriba) a la negativa (abajo). La fuerza sobre una carga es $\vec F = q\,\vec E$: una carga negativa se desvía en sentido contrario al campo, hacia la placa positiva. Es justo lo que muestra la gráfica: la partícula se curva hacia arriba, hacia la placa $+$. Confirma que su carga es negativa. (Una partícula α, positiva, se curvaría hacia abajo, y la radiación γ, sin carga, seguiría recta.)

Tipo de desintegración. Es una desintegración beta menos ($\beta^-$): en el núcleo, un neutrón se transforma en un protón, un electrón y un antineutrino,$$^{1}_{0}n \;\rightarrow\; ^{1}_{1}p + ^{\ \,0}_{-1}e + \bar\nu_e$$y el núcleo gana un protón sin cambiar el número de nucleones: pasa de carbono ($Z = 6$) a nitrógeno ($Z = 7$), como dice la ley de Soddy para la emisión $\beta^-$. La reacción completa es$$^{14}_{\ 6}\text{C} \;\rightarrow\; ^{14}_{\ 7}\text{N} + ^{\ \,0}_{-1}e + \bar\nu_e$$