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%\usepackage{braket}
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\author{Física Nuclear y Subnuclear}
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\title{Tarea 1}
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\begin{document}
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\maketitle
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\begin{enumerate}
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\item Calcula el factor relativista $\gamma$ de un protón de $10\ GeV$ de energía total y de un electrón de $1\ GeV$.
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\item Calcula el camino libre medio de ese mismo protón que cruza un bloque de plomo, con sección eficaz de $1\ barn$.
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\item ¿Es posible el siguiente decaimiento?
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\begin{equation*}
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\tau^{-} \rightarrow \nu_{\tau} + \mu^- + \bar{\nu_{\mu}}
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\end{equation*}
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¿Qué tipo de interacción es: electromagnética, nuclear fuerte o débil?
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Dibuja el diagrama de Feyman asociado si el decaimiento es posible.
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\item ¿Es posible la siguiente interacción?
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\begin{equation*}
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e^- + e^- \rightarrow e^- + e^-
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\end{equation*}
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¿Que tipo de interacción es? Dibuja el diagrama de Feynman si la interacción es posible.
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\item ¿Son posibles los siguientes decaimientos e interacciones?
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\begin{itemize}
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%\item $n\rightarrow p + e^-$
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\item $\Omega^- \rightarrow \Sigma^{+} + e^- + \bar{\nu_{e}}$
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\item $p+e^- \rightarrow n + \nu_e$
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\item $\pi^+ + n \rightarrow \pi^+ + p $
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\end{itemize}
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Justifica tus respuestas.
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\end{enumerate}
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\end{document}
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\usepackage{braket}
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\author{Física Nuclear y Subnuclear}
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\title{Tarea 2}
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\begin{document}
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\maketitle
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\begin{enumerate}
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\item La interacción $e^+ + e^- \rightarrow e^+ + e^-$ puede suceder de dos formas, dibuja los diagramas de cada una de las posibilidades y checa las conservaciones.
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\item La interaciión $e^- + e^+ \rightarrow \pi^+ + \pi^- + \pi^0$ puede ser mediada por un bosón vectorial $\omega^0$ que tiene un modo de decaimiento dominante $\omega^0 \rightarrow \pi^+ + \pi^- + \pi^0$ ?`cómo será el diagrama de Feynman del proceso completo?
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\item Checa las conservaciones y dibuja el diagrama de Feynman de la interacción
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\begin{equation*}
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\nu_{\tau} + e^- \rightarrow \nu_{e} + \tau^-
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\end{equation*}
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\item ?`Es posible el decaimiento siguiente?
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\begin{equation}
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\Sigma^- \rightarrow \Lambda^0 + e^- + \bar{\nu_e}
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\end{equation}
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De ser posible dibuja su digrama de Feynman, ?`qué tipo de interacción es?
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\item ?`Es posible la siguiente interacción?
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\begin{equation*}
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\nu_{\mu} + p \rightarrow \nu_{\mu} + p
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\end{equation*}
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Dibuja el diagrama de Feynman ?`qué tipo de interacción es?
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\item ?`Porqué los gluones son los únicos bosones de norma que pueden interactuar entre sí? ?`Puede un gluón provocar el cambio de carga de color en un cuark?
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\item ?`Podrían existir hadrones compuestos por una combinación cuark-anticuark-cuark-anticuark, o mesones formados por puros gluones? Desarrolla tu respuesta.
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\end{enumerate}
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\end{document}
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\author{Física Nuclear y Subnuclear}
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\title{Tarea 3}
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\begin{document}
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\maketitle
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\begin{enumerate}
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\item Un anti-muón con $1\ GeV$ de energía total cruza un blanco de silicio de $10\ cm.$ de longitud. Calcula la pérdida de energía tras cruzar dicha distancia.
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\item Un fotón de $35\ MeV$ pasa por una dispersión de Compton y sale con un ángulo de $\pi/3$ ?`Cuál es la energía del fotón al salir? ?`Cuál es la energía cinética del electrón dispersado?
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\item Menciona dos tipos de detectores de ionización y explica la base de su funcionamiento
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\item ?`Cuáles son los ángulos de Cherenkov para electrones y piones con momento de $1000 MeV/c$ para un radiador con índice de refracción $n=1.4$?
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\item ?`Cómo funciona y qué mide un calorímetro (en física de partículas)? ?`De qué materiales se pueden construir?
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\end{enumerate}
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\end{document}
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\usepackage{hyperref}
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\usepackage{braket}
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\author{Física Nuclear y Subnuclear}
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\title{Tarea 4}
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\begin{document}
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\maketitle
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\begin{enumerate}
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\item Determina el radio del ciclotrón necesario para acelerar $\pi^+$ a $10\ MeV$ si se tiene un campo magnético de $2\ T$ (Teslas). Recuerda que la masa debe estar en kilogramos y la energía en Joules para poder usar Teslas dentro de la eciación.
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\item ?`Qué tipo de acelerador es el LHC? ?`Se compone por más de un tipo? Explica el principio de su funcionamiento.
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\item Dibuja y explica el arreglo de imanes utilizado para enfocar o desenfocar haces de partículas.
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\item Cual sería la mínima energía necesaria para poder acelerar núcleos de Pb. Aproxímalo como una partícula única y considera que el radio es de $180\times 10^{-12}m$. Utiliza la aproximación hecha en clase ¿tiene sentido? ¿A qué energía acelera los núcleos de Pb el LHC?
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\item Este ejercicio se desdobla en dos, si no deseas hacer la parte de programación sólo haz la primera parte, si quieres moverle un poco a la simulación pasa al segundo caso, pero si quieres verte intrépidx, haz los dos para comparar lo que sale:
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\begin{enumerate}
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\item Considera un electrón de $20GeV$ entrando a la atmósfera, calcula la máxima profundidad que alcanza la cascada electromagnética generada.
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\item Usa la simulación que se encuentra en la página \url{https://marcovladimir.codeberg.page/4tarea.html}, no debes instalar nada, puedes correrla desde \url{https://try.ruby-lang.org/playground/}, sólo pon los valores correctos. ¿Qué tipo de distribución siguen las variables aleatorias?
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\end{enumerate}
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\end{enumerate}
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\end{document}
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\usepackage[utf8]{inputenc}
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\usepackage{amssymb}
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\usepackage{graphicx}
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\usepackage{subcaption}
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\usepackage{braket}
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\usepackage{hyperref}
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||||
\author{Física Nuclear y Subnuclear}
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\title{Tarea 5}
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\begin{document}
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\maketitle
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\begin{enumerate}
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\item Calcula la masa, radio y energía de enlace de los siguientes núcleos (los excesos de masa se encuentran en \url{https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2016/mass16.txt})
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\begin{itemize}
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\item ${}^2H$ (deuterio)
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\item ${}^{14}C$ (carbono 14)
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\item ${}^{56}Fe$ (hierro 56)
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\item ${}^{210}Po$ (polonio 210)
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\end{itemize}
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\item A partir del modelo de la gota calcula las energías de enlace de los núcleos:
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\begin{itemize}
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\item ${}^{76}Ga$
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\item ${}^{76}Ge$
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\item ${}^{76}As$
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\item ${}^{76}Se$
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\item ${}^{76}Br$
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\item ${}^{76}Kr$
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\end{itemize}
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\noindent (parece mucho, pero en realidad pueden ahorrarse muchos cálculos ¿sí lo ven?). Grafiquen los valores de estas energías de enlace (esto será útil para la siguiente tarea).
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\item ¿Qué tipo de modelo es el gas de Fermi: colectivo o de partícula independiente? ¿Cuál es el principio a partir del cual se construye? Explica tu respuesta
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\item A partir del modelo de capas prediga el momento angular nuclear y la paridad de los siguientes núcleos
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\begin{itemize}
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\item ${}^3He$
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\item ${}^{15}O$
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\item ${}^{41}Ca$
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\item ${}^{56}Fe$
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\end{itemize}
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Compare con los valores de $J$ observados experimentalmente: \url{http://easyspin.org/documentation/isotopetable.html}
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\item Determina el momento de inercia del núcleo de ${}^{170}Hf$ de acuerdo a la figura \ref{fig:rot}, un valor por cada energía y $J^{\pi}$ o si deseas puedes hacer una gráfica $J^{\pi}$ vs. $E$.
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\end{enumerate}
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\begin{figure}[ht!]
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||||
\begin{center}
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||||
\includegraphics[width=0.7\linewidth]{rot_spectrum.jpg}
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||||
\caption{Espectro rotacional del núcleo deformado ${}^{170}Hf$}
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\label{fig:rot}
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||||
\end{center}
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||||
\end{figure}
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\end{document}
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\usepackage{amsmath}
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\usepackage{amssymb}
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\usepackage{braket}
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\author{Física Nuclear y Subnuclear}
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\title{Tarea 6}
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\begin{document}
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\maketitle
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\begin{enumerate}
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\item Cuánta energía libera el siguiente decaimiento alfa
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\begin{itemize}
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\item ${}^{208}Po^{84} \rightarrow {}^{204}Pb^{82} + {}^4He^2$
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\end{itemize}
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¿cuál sería la energía cinética de la partícula alfa saliente?
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\item El isótopo estable del sodio es el ${}^{23}Na^{11}$ ¿el ${}^{24}Na^{11}$ y el ${}^{22}Na^{11}$ son estables? Através de qué procesos llegarían a la estabilidad. Muestra los posibles decaimientos.
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\item Considere el decaimiento
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\begin{equation*}
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{}^{14}C^6 \rightarrow {}^{14}N^7 + e^- + \bar{\nu_e}
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\end{equation*}
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¿Cuánta energía se libera?
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\item El primer estado excitado del ${}^{17}O^8$ tiene una energía de excitación de $0.9\ MeV$. Dibuja el diagrama del posible decaimiento $\gamma$ ¿qué frecuencia tendrían los fotones salientes?
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\item Una fuente de ${}^{60}Co^{27}$ originalmente tiene una actividad de $3.7\times 10^{10}Bq$ ¿cuál es la razón de decaimientos 2 años después?
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\end{enumerate}
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\end{document}
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\usepackage{amssymb}
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\usepackage{braket}
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\author{Física Nuclear y Subnuclear}
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\title{Tarea 7}
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\begin{document}
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\maketitle
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\begin{enumerate}
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\item Un reactor de $100MW$ consume la mitad de su combustible en $3$ años. ¿Cuánto ${}^{235}U^{92}$ contiene el reactor?
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\item Si la masa del Sol es de $10^{29}Kg$, y su vida total es de $10^9$ años, ¿qué potencia disipa al año?
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\item Maussan te da un pedazo de madera que dice ser proveniente de una nave espacial que llegó en 1325 y se estacionó en el patio de su casa ¿qué actividad debería tener 2 gramos de esa madera?
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\item El ${}^{210}Po$ es un isotopo radiactivo, emisor alfa con la misma actividad que $5$ gramos de ${}^{226}Ra$, con una vida media de $138376$ días. En 2006 el ex espía ruso Alexander Litvinenko fue envenenado con este isótopo. Suponiendo que bastó un microgramo para envenenarlo y que siendo un espía su peso estaba alrededor de los $100kg$ ¿cuál sería la dosis equivalente absorbida por el ex espía si en cada decaimiento las partículas pueden depositar una energía de alrededor de $4MeV$?
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\item ¿Qué tiempo después del big bang se separaron los campos elctromagnéticos y débiles? ¿En qué momento se formaron los hadrones?
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\end{enumerate}
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\end{document}
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