Si utilizamos una cámara de niebla, podemos identificar diferentes partículas cualitativamente en función de las trazas que se observan. En la fotografía adjunta vemos una traza fina y errática que se curva menos que los fotoelectrones, lo que indica que se trata de un electrón generado en una desintegración β. Los neutrones libres son inestables y se descomponen emitiendo radiación −10β.Fotografía de una cámara de niebla con una traza β fina y curvadaFuente: http://physicsopenlab.org/2017/05/18/particles-in-the-mist. a) (1,25 puntos) Escriba la reacción de desintegración de un neutrón identificando cada una de las partículas implicadas. b) (1,25 puntos) Calcule la energía que se desprende en la desintegración de un neutrón y exprese el resultado en keV. Datos:1eV=1,602×10−19J.c=3,00×108m s−1.1u=1,66054×10−27kg. Masas (en u):
Neutrón
Protón
Electrón
Antineutrino
1,008 665
1,007 276
5,4858×10−4
≈0
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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) 0,25 p. Partículas: un neutrón se desintegra para dar lugar a un protón, un electrón y un antineutrino. 1 p.01n→11p+−10e+00νˉeEn este apartado se penalizará con 0,5 p la omisión del antineutrino. Alternativamente, se puede escribir −10β en lugar de −10e. b) Disminución de la masa: 0,6 p.Δm=m(01n)−[m(11p)+m(−10e)]=8,404×10−4u=1,40×10−30kg 0,4 p.E=Δmc2=1,40×10−30×(3,00×108)2=1,26×10−13J 0,25 p.E=1,26×10−13J=7,84×105eV=784keV
