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FÍSICA NUCLEAR

Ejercicios y problemas Clase Práctica No. 1

1. Una unidad de masa atómica (1uma) ¿a cuántos kilogramos equivale?

2. Calcular para el núcleo del isótopo N14

7 :

A. Defecto de masa; B. Energía de enlace; C. Energía de enlace por nucleón.

Datos: masa del protón = 1,0073 u; masa del neutrón = 1,0087 u;

masa del núcleo de N14

7 = 13,9992 u; 1 u = kg271066,1

3. Calcular para el núcleo del isótopo K39

19 :

A. Defecto de masa; B. Energía de enlace; C. Energía de enlace por nucleón.

Datos: masa del protón = 1,0073 u; masa del neutrón = 1,0087 u;

masa del núcleo de K39

19 = 38,9640 u; 1 u = kg271066,1

4. Analice y discuta cuatro argumentos independientes contrarios a que

el electrón puede residir en el interior del núcleo. (Universidad de Columbia).

5. Para estudiar el tamaño, la forma y la distribución de densidad del núcleo

se emplea indistintamente haces de electrones, protones y de neutrones. (Universidad de Buffalo). A. ¿Cuáles son los criterios para seleccionar uno u otro? Explique su

respuesta. B. Compare las ventajas y desventajas en los casos anteriores.

6. Considere un núcleo deformado en forma elipsoidal cuyo eje mayor es 10

% más largo que su eje menor. Si calcula el potencial eléctrico para el Primer Radio de Bohr, ¿qué exactitud puede esperar si considera al núcleo como una carga puntual? Hint: Haga un estimado razonable sin utilizar la integración de variables. (Universidad de Wisconsin).

7. La frecuencia de precesión de un núcleo en el campo magnético de la

tierra sería: A. 10-1 s B. 101 s C. 103 s D. 105 s

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(Universidad de Columbia).

8. Para penetrar la barrera coulombiana de un núcleo ligero, el protón tendría que disponer de una energía mínima del orden de: A. 1 GeV B. 1 MeV C. 1 KeV

9. ¿Cuál es la densidad nuclear expresada en ton cm-3?

A. 0,004 B. 400 C. 109

10. Determine primero la energía la energía electrostática de una carga Q

distribuida uniformemente en una esfera de radio R; en segundo lugar

considere los núcleos espejos 𝐒𝐢𝟏𝟒𝟐𝟕 y 𝐀𝐥𝟏𝟑

𝟐𝟕 cuyos estados básicos son identicos excepto por el valor de su carga. Si la diferencia de masa es de 6 MeV, estime sus radios. Hint: Desprecie la diferencia de masa protón-neutrón. (Universidad de Wisconsin)

11. El núcleo 𝐒𝐢𝟏𝟒𝟐𝟕 decae a su núcleo espejo 𝐀𝐥𝟏𝟑

𝟐𝟕 mediante emisión positrónica. La energía máxima del positrón, (Energía cinética + me c2), vale 3,48 MeV. Suponga que: 1. La diferencia de masa entre los núcleos se debe exclusivamente a la

energía coulombiana. 2. Los núcleos tienen forma de esferas con carga Ze y radio R

3. El radio del núcleo se expresa como: ro A1

3 Estime el valor de ro. (Universidad de Princeton).

12. La energía de enlace del Zr504090 es 783,916 MeV, mientras que la del Y5139

90 es de 782,410 MeV. Estime la energía de excitación del menor estado

de isospín en 𝑍𝑟90 . (Universidad de Princeton).

13. Estime el tamaño de un núcleo de helio (A = 4) y de un núcleo de uranio

(A = 236) y compare el volumen de ambos núcleos.

14. Indique razonadamente por qué es necesario establecer la existencia de las fuerzas nucleares. Señale tres de sus principales características.

15. Un núcleo de U92235 posee una masa relativa experimental de 235,04393 u.

Determine: A. El defecto de masa del núcleo. B. La energía de enlace.

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16. Indique las partículas constituyentes de los nucleidos H13 y H2

3 . Explique qué tipo de emisión radiactiva permitiría pasar de uno a otro.

17. Calcule la energía de enlace para cada uno de los nucleidos anteriores e indique cuál de ellos es más estable. Nota: Localice en la literatura los datos que sean necesarios.

Prof. Dr. R.L. Soto Morán. Lima 17/01/2014