Test: Radiaciones ionizantes y su interacción (29 preguntas)

Explicación

Becquerel comprobó que el uranio emitía espontáneamente una radiación penetrante capaz de impresionar una placa fotográfica. La fluorescencia se distingue porque requiere una irradiación previa, mientras que el fenómeno observado en el uranio no la necesitaba.

Explicación

En 1898, los esposos Curie aislaron de la pechblenda el polonio y el radio. La radiactividad natural del uranio había sido descubierta previamente por Becquerel.

Explicación

Las fuentes naturales incluyen los rayos cósmicos y materiales radiactivos de la corteza terrestre, el aire, los alimentos, los materiales de construcción y el cuerpo humano. Las ondas de radio, los ultrasonidos y la luz visible no constituyen las fuentes naturales ionizantes descritas.

Explicación

El átomo constituye la materia y conserva su identidad durante las reacciones químicas. La conservación de las propiedades químicas de una sustancia corresponde a la molécula, no al átomo individual.

Explicación

La molécula es el menor constituyente de una sustancia que mantiene sus propiedades químicas. La identidad de un elemento depende del número de protones, mientras que el núcleo está formado por protones y neutrones.

Explicación

Los protones tienen carga positiva, los neutrones carecen de carga y los electrones tienen carga negativa y una masa aproximadamente 1.840 veces menor. Las otras combinaciones intercambian las cargas o asignan incorrectamente la relación de masas.

Explicación

El número másico se obtiene sumando protones y neutrones: $A=Z+N=17+18=35$. El valor 17 corresponde al número atómico y el 18 al número de neutrones.

Explicación

El número atómico $Z$ es igual al número de protones y determina qué elemento químico es; en un átomo neutro coincide además con el número de electrones. La suma de protones y neutrones corresponde al número másico, no al número atómico.

Explicación

Los isótopos poseen el mismo número atómico, por lo que tienen igual cantidad de protones, pero distinto número másico y, por tanto, diferente cantidad de neutrones. La igualdad de número másico con distinto número atómico describe a los isóbaros.

Explicación

El uranio natural está constituido aproximadamente por un 99,27% de uranio-238 y un 0,73% de uranio-235. Invertir esos porcentajes altera la abundancia natural de ambos isótopos.

Explicación

La relación $E=mc^2$ establece que la masa puede expresarse como una cantidad equivalente de energía, donde $c$ es la velocidad de la luz. La conservación clásica trataba masa y energía como magnitudes separadas, por lo que las otras fórmulas no representan esta equivalencia.

Explicación

La unidad de masa atómica se define tomando la doceava parte de la masa del átomo de carbono-12 y vale aproximadamente $1,66\times10^{-27}\,\text{kg}$. El kilogramo pertenece al Sistema Internacional, pero no define esta unidad nuclear.

Explicación

Un electronvoltio es la energía cinética que adquiere un electrón inicialmente en reposo al ser acelerado por una diferencia de potencial de un voltio, y equivale a $1,6\times10^{-19}\,\text{J}$. No es una unidad de masa ni de carga eléctrica.

Explicación

La radiación electromagnética está constituida por campos eléctrico y magnético oscilantes que se propagan en el vacío aproximadamente a $3\times10^8\,\text{m/s}$. El intercambio energético puede describirse mediante fotones, pero eso no elimina su comportamiento ondulatorio.

Explicación

El fotón es un paquete de energía asociado a la radiación electromagnética y posee masa en reposo nula. No es un núcleo ni una partícula material con masa en reposo distinta de cero.

Explicación

La radiación electromagnética se comporta como corpúsculo cuando intercambia energía con átomos y núcleos, mediante fotones. La refracción, la difracción y la interferencia son manifestaciones de su comportamiento ondulatorio.

Explicación

La radiactividad es una transformación nuclear espontánea en la que un núcleo inestable modifica su composición y se convierte en otro más estable. Una reacción nuclear provocada requiere la intervención de un proyectil o agente externo.

Explicación

La constante de desintegración se obtiene mediante $\lambda=\frac{0,693}{T}$, mientras que la cantidad de núcleos sigue $N=N_0e^{-\lambda t}$. Por tanto, aumentar el período de semidesintegración reduce la constante de desintegración.

Explicación

Después de cada período queda la mitad de la cantidad anterior; por ello, tras dos períodos permanece $\frac{1}{2}\times\frac{1}{2}=\frac{1}{4}$ de los átomos iniciales. La octava parte corresponde a tres períodos.

Explicación

La desintegración alfa emite un núcleo de helio compuesto por dos protones y dos neutrones, de modo que el número atómico disminuye en 2 y el número másico en 4. La emisión de un fotón corresponde a la desintegración gamma, mientras que las variaciones de $Z$ con $A$ constante corresponden a procesos beta.

Explicación

Una reacción nuclear comienza cuando un núcleo interactúa con un proyectil, una partícula o un fotón; en la desintegración radiactiva, el núcleo se transforma espontáneamente. Confundir ambos procesos invierte precisamente la presencia del proyectil y el carácter espontáneo.

Explicación

Las radiaciones ionizantes son partículas o fotones capaces de penetrar la materia y arrancar electrones de sus átomos. El calentamiento o la emisión de luz pueden acompañar algunas interacciones, pero no definen la ionización.

Explicación

Las partículas cargadas producen ionización de forma directa, mientras que fotones y neutrones generan partículas cargadas secundarias que causan la ionización. Por eso no pertenecen las tres radiaciones a la misma categoría de ionización.

Explicación

La colisión elástica desvía la partícula y transfiere energía cinética sin alterar el átomo ni el núcleo. La colisión inelástica, en cambio, modifica la estructura electrónica y puede producir excitación o ionización.

Explicación

La ionización primaria resulta de la interacción directa de la partícula cargada incidente, y los electrones expulsados pueden causar ionizaciones secundarias. La relación causal correcta va de la partícula incidente a los electrones liberados.

Explicación

El efecto fotoeléctrico absorbe completamente el fotón, Compton conserva un fotón dispersado tras transferir parte de la energía, y la creación de pares produce un electrón y un positrón. La diferencia central es el destino del fotón y la cantidad de energía transferida.

Explicación

La creación de pares requiere una energía mínima de $1{,}02\ \text{MeV}$, correspondiente a la energía necesaria para formar un electrón y un positrón. El valor de $0{,}511\ \text{MeV}$ corresponde a la energía de reposo de una sola de esas partículas, no al umbral total.

Explicación

Los neutrones rápidos se ralentizan primero en materiales ricos en hidrógeno, como agua, parafina o plástico, y después los neutrones térmicos se absorben con cadmio o boro. Invertir las etapas reduce la eficacia porque el cadmio y el boro se emplean tras la moderación.

Explicación

Al no tener carga eléctrica, los neutrones no interactúan mediante fuerzas coulombianas y pueden dispersarse o ser absorbidos. Las partículas cargadas sí interactúan principalmente a través de fuerzas electrostáticas, por lo que su mecanismo dominante es diferente.