PAU Física 2023 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 5

P5) Dins de la nucleosíntesi, el procés S es dona a les supernoves i és el responsable d’apro- ximadament la meitat dels elements més pesants que el ferro. Al final del procés S apa- reix un cicle tancat de bismut. La primera part d’aquest cicle correspon a la cadena de reaccions següent: el bismut 209 83Bi captura un neutró i cedeix rajos gamma. El producte d’aquesta primera reacció es desintegra en poloni seguint un decaïment β–. En la tercera desintegració, el nucli de poloni es desintegra en un nucli de plom i una partícula α. a) Escriviu les tres reaccions que componen aquesta primera part del cicle. [1,25 punts] b) La part final, que tanca el cicle, es compon de dues reaccions. En la primera, el nucli de plom captura 3 neutrons, i, en la segona, s’alliberen 1 electró i 1 antineutrí, de manera que s’obté el nucli inicial de bismut 209 83Bi. Escriviu aquestes dues reaccions finals. Escriviu també la reacció resultant del balanç del cicle tancat del bismut, és a dir, el balanç final dels dos cicles, que correspon a la reacció dels 4 neutrons que entren en el cicle. [1,25 punts]

0,45 p 209 210 + 𝛾 𝐵𝑖 + 𝑛 → 𝐵𝑖 83 0 83 En aquest apartat es penalitzarà l’omissió del fotó amb 0,15 p. 0,4 p 0 + 𝜈̅ 210 210 𝐵𝑖 → 𝑃𝑜 + 𝑒 83 84 −1 En aquest apartat es penalitzarà l’omissió de l’antineutrí amb 0,15 p. 0 . Alternativamentes pot escriure 0 o 𝑒− enlloc de 𝛽 𝑒 −1 −1 0,4 p 210 206 4 𝑃𝑜 → 𝑃𝑏 + 𝐻𝑒 84 82 2 4 enlloc de 𝐻𝑒 Alternativament es pot escriure 𝛼 . 2 2 b) 0,25 p 206 1 209 𝑃𝑏 + 3 𝑛 → 𝑃𝑏 82 0 82 0,25 p 0 + 𝜈̅ 209 209 𝑃𝑏 → 𝐵𝑖 + 𝑒 82 83 −1 En aquest apartat es penalitzarà l’omissió de l’antineutrí amb 0,1 p. 0,75 p balanç del cicle: