Informe Desintegración Radiactiva Discusiones y comentarios

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DESINTEGRACION RADIACTIVA

Higiene Industrial III

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Indice

Indice        2

Introducción        3

Objetivos        4

Marco Teórico        6

Desarrollo        8

Discusiones y comentarios        10

Usos y beneficios        10

Medidas preventivas        11

Conclusión        13

Introducción

En el presente trabajo daremos a conocer que es la “desintegración radiactiva”, llamada también “radiaciones”. En que consta este fenómeno de la naturaleza: causas, características, tipos de desintegración, comportamiento, resultados y consecuencias que resultan de esta. Definir conceptos relacionados, para así identificar los procesos que suceden en ella.

Objetivos

Objetivo general

El objetivo principal de la desintegración radiactiva es buscar una configuración estable del núcleo del átomo, mediante la liberación o emisión de ciertas tipos de partículas, la cual se produce un indeterminado número de veces.

Objetivos específicos

Cada una de estos tipos de emisión se clasifica según su tipo, origen, grado de ionización y penetración:

• Desintegración alfa (α): Desintegración de tipo corpuscular. Generalmente se compone de 2 protones y dos neutrones, conocido también como un “Núcleo de Helio”. Esta se origina debido a que en el núcleo del átomo, la cantidad de neutrones y protones es desigual, por lo que debe deshacerse de una cierta cantidad de protones y neutrones para lograr la estabilidad (igualar la cantidad de protones y neutrones en el núcleo). Su carga eléctrica es positiva, ya que no contiene electrones. Aunque su poder de ionización es alto, su poder de penetración es bajo, ya que no puede atravesar una hoja de papel. Hace disminuir el número másico en 4 unidades y el número atómico en 2 unidades, al elemento del cual se desprende.

Es representada como:

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• Desintegración beta (β): Son flujos de electrones o “positrones”, resultantes de la desintegración de estas mismas partículas desde el núcleo. Se produce cuando, para lograr la estabilidad en el núcleo del átomo, (en cuanto a la relación de neutrones y protones) un neutrón se transforma en protón o viceversa. Al igual que la desintegración alfa, su emisión  también es de tipo corpuscular. Es más penetrante que las partículas alfa, aunque su poder de ionización no es lo elevado como estas. Como resultado de esta trasformación, se emiten dos tipos de “partículas beta”:

• Beta menos (β–): Cuando un neutrón se transforma en un protón, libera un electrón, más una partícula sin carga y con una masa mínima llamada “antineutrino”.

Su ecuación es:

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• Beta más (β+): Cuando un protón se pasa a neutrón, libera una partícula llamada “positrón” (no debe confundirse con un protón), más una partícula sin carga y con una masa mínima llamada “neutrino”.

La ecuación para representar este decaimiento es:

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Cabe mencionar que, debido a la conversión de un protón en un neutrón o viceversa, no cambia la masa del núcleo (o número másico), sino que su número atómico aumenta o disminuye en una unidad, dependiendo del tipo de emisión beta.

Debido a su poder de penetración, para poder detener el paso de este tipo de partículas ya no basta con sólo una hoja de papel. Es necesario un elemento de mayor espesor, como una lámina de aluminio.

• Desintegración Gamma (γ): Se produce cuando el núcleo del átomo se encuentra en un estado de excitación, debido a la interacción que tienen las partículas en su interior o a estímulos externos. Este proceso genera una gran cantidad de energía, lo cual produce la inestabilidad del átomo, y que para poder estabilizarse lo hace por medio de la emisión de estas partículas en forma de fotones. A diferencia de las partículas alfa y beta, este tipo de desintegración no es de tipo corpuscular, sino que es de tipo electromagnética. Tampoco contiene masa ni carga electrónica (es más bien neutra), por lo que el átomo no pierde su identidad (mantiene sus propiedades como tal). Este tipo de desintegración resulta la más peligrosa, ya que su poder de penetración es mayor a la de las partículas alfa y beta, y por el hecho de contener bastante energía ionizante. Se necesita un elemento de alta densidad, como el plomo o el hormigón, que también sean de grosores considerables para poder frenar estas partículas.

Se utiliza la siguiente ecuación:

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Marco Teórico

Los núcleos no decaen todos al mismo tiempo y de una vez, sino que lo hacen de una manera aleatoria, dependiendo del tipo de elemento, su composición y estado en el que se encuentre. Cada elemento con núcleo inestable emite partículas y genera otro elemento. Estos también decaen cada uno en otros con características distintas, y así se mantienen hasta lograr su propia estabilidad. Como puede suceder dentro de algunos segundos, otros pueden permanecer miles de años emitiendo partículas hasta conseguir la estabilidad. No se puede decir cuando decaerá un núcleo inestable, pero si se puede calcular la cantidad de estos en una muestra, durante un periodo de tiempo determinado.

Explicación del fenómeno

La desintegración alfa sucede de la siguiente manera:

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El elemento inicial (E1), donde p es el número atómico (cantidad de protones) y p+n es el número másico (suma de protones y neutrones) emite esta desintegración alfa, la cual está compuesta por 2 protones y 2 neutrones que se liberan desde el núcleo. El resultado es un segundo elemento (E2), cuyo número másico se redujo en 4 unidades (p+n-4) y su número atómico en 2 (p-2), más un átomo de helio (. Este último formado por los 2 protones y 2 neutrones que se desprendieron del elemento inicial.[pic 9]

Ejemplo de desintegración beta-:

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En el núcleo del elemento E1, un neutrón se transforma en protón, lo que produce que un electrón () sea emitido. Es representado con número másico de 0 (debido a que su masa respecto al protón es de 1*10-1836) y numero atómico de -1 (al ser de carga negativa). En este caso, se obtiene un elemento E2, con número atómico aumentado en una unidad (al obtener un neutrón), pero con el numero másico intacto (p+n), ya que a pesar de perder un neutrón se ganó un protón (p+1+n-1). [pic 11]

Desintegración beta+:

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Es un caso similar al ejemplo anterior, solo que en este caso el protón se transforma en neutrón, y emite una partícula llamada “positrón” (). Su número atómico disminuye en una unidad (p-1), pero su número másico se mantiene intacto, ya que pierde un protón pero gana un neutrón (p-1+n+1).[pic 13]

Explicación desintegración Gamma:

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El símbolo *del elemento E1 indica que es un átomo “meta estable”. Esto quiere decir que se encuentra en estado de excitación. Cuando esto sucede, este elemento libera un rayo gamma en forma de fotón (e-), pero no pierde su identidad. Esto quiere decir que no se transforma en otro elemento ni cambia su número atómico o másico. Solo libera energía para poder estabilizarse debido al estado en que se encuentra.

Desarrollo

Aquí vamos a detallar como sucede la desintegración radiactiva y los productos que se obtienen:

Series de desintegración radiactiva:

El Uranio 238, numero atómico 92, decae emitiendo un núcleo de Helio (partícula alfa) y Torio 234. Esto sucede ya que el Uranio, al desintegrarse, emite esta partícula compuesta por 2 protones y 2 neutrones, lo que hace que el número másico disminuya en 4 unidades y su número atómico en 2. Esto hace que decaiga en otro elemento inestable, ubicado 2 posiciones a la izquierda en la tabla, el cual es el Torio. A su vez, este elemento se desintegra en una partícula beta-, debido a que en su núcleo un neutrón se transforma en un protón. Al “ganar” un protón y perder un neutrón, hace que su número atómico aumente en 1 unidad, pero su número másico se mantenga intacto. Esto genera un elemento ubicado 1 posición a la derecha en la tabla periódica, el Protactinio 234. Este elemento, a su vez es un emisor beta, el cual va a decaer en Uranio 234, con 142 neutrones  y 92 protones (). Este Uranio 234, mediante emisión alfa da lugar al Torio 230, el cual también decae en Radio 226, mediante desintegración alfa.[pic 15]

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