Problema 13 de Física de la Selectivitat 2020
Juny 2020, Sèrie 3 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.
Temes: Física relativista, quàntica i nuclear
Enunciat
P5) Un estudi ha revelat que el contingut de cesi 137 en vins de diferents anyades es relaciona amb diferents episodis nuclears, especialment amb les explosions termonuclears que van ocórrer durant la guerra freda: el Cs-137 emès en aquests episodis es va incorporar als vins, i un cop a l'ampolla no hi va haver cap entrada ni sortida d'aquest isotop radioactiu. Aquest isòtop es desintegra emetent radiacions beta i gamma que poden ser detectades i mesurades sense haver d'obrir les ampolles. La gràfica mostra la radioactivitat que tenien els vins de cada any en el moment de la vinificació. La línia discontínua mostra l'activitat dels vins de la collita del 1957 a cada moment. Activitat del Cs-137 (mBq/l) 2500 2000 1500 1000 500 Guerra freda 0 1950 1960 corba de decaïment dels vins del 1957) PE 1972 Accident de Txernòbil 1970 1980 Anyada de la collita (anys) 1990 2000 2010 2020 a) Segons la gràfica els vins embotellats el 1957 tenien inicialment una activitat de 2500 mBq (cada litre), que s'ha reduït fins a 600 mBq/l l'any 2020. Amb aquestes dades, calculeu el període de semidesintegració del Cs-137 i dibuixeu, sobre la mateixa gràfica de l'enunciat, la corba de decaïment per als vins embotellats el 1972 (any de les darreres proves nuclears franceses no subterrànies). [1,25 punts] b) El Cs-137 es produeix a partir de processos com el que es representa a aquesta equació nuclear: U+? → Cs+Rb+3? 137 55 Completeu l'equació indicant els valors de xiy, i la naturalesa de la partícula indicada amb un interrogant. Digueu també de quina classe de reacció nuclear es tracta. [1,25 punts] FONT: Michael S. PRAVIKOFF i Philippe HUBERT, Dating of wines with cesium-137: Fukushima's imprint, <arXiv:1807.04340>.
Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.
Veure la solució del problema