Desintegracion Radioactiva

Material de Apoyo para Taller Nº 2

DESINTEGRACIONES NUCLEARES

Las desintegraciones nucleares son procesos de reordenamiento de energía ó de configuración de los nucleones (protones y neutrones). –

Muchos de los procesos de desintegración nuclear ocurren en forma natural, aunque otros pueden ser producidos artificialmente en laboratorio a partir de la utilización de aceleradores de partículas ó reactores nucleares.-

Sabemos que los núcleos atómicos pueden tener una configuración estable ó inestable. Cuando un núcleo es inestable ó radioactivo tiende a aproximarse a una configuración estable liberando ciertas partículas.

Estas partículas, observadas por primera vez a fines del siglo XIX por Becquerel, los esposos Curie y otros, fueron denominadas partículas alfa (α) y beta (β).-

Partículas α: Las partículas α son núcleos de helio formados por dos protones y dos neutrones.

Cuando un núcleo emite una partícula α su número atómico (Z) disminuye en dos unidades y su número másico (A) en cuatro. Por consiguiente, el nuevo núcleo corresponde a un elemento químico diferente.-

Así, cuando el núcleo radioactivo 238U emite una partícula α, el núcleo residual es 234 Th

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Partículas β: Son electrones de carga negativa (-e). Cuando un núcleo emite una partícula β su número atómico aumenta en una unidad, pero el número másico no se altera.-

Así, cuando el núcleo radioactivo 234 Th emite una partícula β, el núcleo residual es 234 Pa.-

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Algunos núcleos, en lugar de emitir electrones, liberan positrones (carga positiva + e). El núcleo residual por tanto tendrá un número atómico menor en una unidad.

Por ejemplo, cuando el núcleo 13N emite un positrón, el núcleo residual es 13C.-

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Los dos tipos de desintegración β se designan β- y β+

Rayos gamma: El núcleo residual queda algunas veces en un estado excitado y en la transición a su estado fundamental emite rayos gamma.-

Isótopos: Los isótopos de un mismo elemento son las distintas variedades existentes de núcleos que tienen la misma cantidad de protones, pero distinto número de neutrones. Para definir completamente de qué núcleo se trata, deberemos entonces decir cuántos protones y cuántos neutrones tiene. Para un mismo elemento de la tabla periódica, existe una gran cantidad de diferentes isótopos. Esto hace que el número de núcleos posibles sea enorme. Todos los isótopos de un mismo elemento se deben colocar en el mismo lugar de la tabla periódica (de ahí el nombre de isótopos: igual lugar). Hay elementos que tienen hasta 20 ó 30 isótopos diferentes. A cada uno de estos núcleos diferentes los llamamos "nucleidos". La cantidad total de nucleidos identificados hasta el presente es muy grande, próxima a los 2000. Para sistematizar la información sobre ellos se diseñó una tabla de nucleidos, ordenándose en distintas filas de acuerdo a la cantidad de protones y en distintas columnas de acuerdo a la cantidad de neutrones. Así encontraremos por ejemplo que en la fila 8 están los nucleidos que tienen 8 protones, es decir, encontraremos a todos los isótopos del oxígeno. De la misma forma, en la fila 92 estarán todos los isótopos del uranio

Muchos de los isótopos de elementos con Z › 81 (ó A › 206) son naturalmente radioactivos. Existen en la naturaleza otros pocos núcleos livianos como el 14C y el 40K también radioactivos.

Una de las cadenas naturales radioactivas más conocidas es la llamada Serie del Uranio.

Otras cadenas radioactivas naturales son la Serie del Actinio y la Serie del Torio.-

Ley de desintegración:

Se ha observado que los dos procesos radioactivos antes mencionados, desintegración β y α, siguen una ley exponencial que puede expresarse de la siguiente forma:

N = No . e-λ.t (*)

donde λ es una constante característica del nucleido, llamada constante de desintegración. Esta constante se expresa en s-1 (ó como la inversa de cualquier otra unidad de tiempo).-

Para cada nucleido radioactivo hay un intervalo de tiempo T fijo, llamado vida media ó semiperíodo, durante el cual

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