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E.3 · Desintegración radiactiva

Diploma del Bachillerato Internacional · IB Diploma · Physics · SL · Tema 17

17.1

Alcance y requisitos previos

Este folleto cubre temas seleccionados del SL para el curso evaluado por primera vez en 2025; no constituye el programa completo.

Requisitos previos: leer las cantidades y unidades indicadas, y aplicar aritmética y las condiciones del modelo siguientes.

Los ejemplos son originales y ficticios: no son mediciones reales ni investigaciones estudiantiles reales.

Vocabulario Entrenar
English Español
half-life/hɑːf laɪf/ vida media
background radiation/ˈbækɡraʊnd ˌreɪdɪˈeɪʃn/ radiación de fondo
17.2

Cambios nucleares y evidencia de radiación

¿Qué explicaría esta observación?

  • Un detector registra conteos incluso cuando se retira la fuente de la sala de clase. Se debe considerar la radiación de fondo antes de atribuir cada conteo exclusivamente a la fuente.

Construya el modelo

  • La desintegración radiactiva es espontánea y aleatoria para un núcleo individual.
  • Vida media describe el tiempo necesario para que la mitad de los núcleos no desintegrados en una población grande se desintegren, o para que la actividad corregida por fondo se reduzca a la mitad.
  • vida media: Tiempo para que la actividad o la población no desintegrada se reduzca a la mitad.
  • radiación de fondo: Radiación medida separadamente de la fuente objeto de estudio.
Tasa de conteo frente al tiempo transcurrido en semividas: 160, 80, 40 y 20 por minuto
Cada semivida reduce a la mitad la tasa de conteo: 160 → 80 → 40 → 20

Elija evidencias que puedan probarlo

  • Reste los conteos de fondo medidos durante el mismo intervalo de tiempo.
  • Distinga entre irradiación y contaminación.
  • El blindaje, la distancia y la reducción del tiempo de exposición pueden disminuir el riesgo bajo un procedimiento controlado por la escuela.

En el laboratorio: Utilice fuentes gestionadas por el profesor y las normas de radiación de la escuela. Registre la duración de los conteos y repita las mediciones de fondo. No extrapole una vida media a partir de un solo núcleo ni de lecturas sin corregir.


Trabaje desde cantidades conocidas

  • Conocido: la tasa de conteo medida disminuye de 100 a 55 conteos por minuto; el fondo es 10.
  • Las tasas de fuente son 90 y 45, por lo que ha transcurrido una semivida.
  • Sin resta, 55/100 ocultaría la semivida exacta en este ejemplo.

Tu turno: Una tasa inicial de fuente es de 160 por minuto. Encuentre la tasa después de tres semividas.


Verifique la conclusión y sus límites

  • Un objeto irradiado no se vuelve automáticamente radiactivo.
  • La semivida no predice el tiempo exacto de desintegración de un solo núcleo.

No es cierto: La semivida predice el tiempo exacto de desintegración de un núcleo individual. La desintegración radiactiva es aleatoria a nivel de núcleos individuales. La semivida es una cantidad estadística: predice la fracción de un GRAN número de núcleos que se desintegran en un tiempo dado, nunca el momento exacto en que se desintegrará un núcleo.

Clave:

  • La desintegración radiactiva es espontánea y aleatoria para un núcleo individual.
  • Reste los conteos de fondo medidos durante el mismo intervalo de tiempo.
  • Tenga en cuenta: un objeto irradiado no se vuelve automáticamente radiactivo.

Escriba desde 50 conteos por minuto

  • Un conteo inicial de fuentes es 200 por minuto.
  • Encontrar el conteo después de dos semividas. La semivida no mide un núcleo individual.

Escribir a partir de dos semividas

  • Una fuente registra 160 conteos por minuto sobre el fondo.
  • Después de dos vidas medias: 160 → 80 → 40 — cada reducción a la mitad es independiente de la anterior.

Escribir a partir de una tabla restada del fondo

  • Lecturas brutas son 110 luego 60, con fondo 10.
  • Corregidas: 100 luego 50; exactamente una semivida; la razón bruta 60 ÷ 110 ≈ 0.55 daría lugar a un error en la evaluación del decaimiento.

Escribir a partir de una curva de desintegración

  • Una tasa de conteo corregida es 400 por minuto y se reduce a la mitad cada 8 minutos.
  • En 24 minutos: 400 → 200 → 100 → 50 — tres vidas medias, tres reducciones a la mitad, y la curva nunca llega a cero.
Explorar

Half-lives: a fraction of the nuclei remains

Individual decays are random; half-life describes the pattern for a large population.

Explorar

Subtract background before comparing decay

Measured rates of 100 and 55 counts/min become source rates of 90 and 45 after subtracting a background of 10. Compare the raw 55% ratio with the corrected 50% source fraction.

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