DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA

Presentación del tema: "DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA"— Transcripción de la presentación:

1 DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA
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2 DECAIMIENTO RADIACTIVO
PROCESO MEDIANTE EL CUAL LOS NÚCLEOS DE CIERTOS ELEMENTOS EMITEN PARTÍCULAS U ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS DE ALTA ENERGÍA PARA LOGRAR UNA MAYOR ESTABILIDAD CLASIFICACIÓN DE ISÓTOPOS, SEGÚN COMPOSICIÓN DEL NÚCLEO A LO LARGO DEL TIEMPO: INESTABLES (Radioisótopos) ESTABLES NM4

3 HENRI BECQUEREL en 1896 PLANEÓ INDUCIR LA FOSFORESCENCIA DE LA SAL DE URANIO (1) CON LOS RAYOS SOLARES (2) Y ENCONTRAR QUE LA RADIACIÓN INDUCIDA (3) FUERA CAPAZ DE DAR A LA PLACA FOTOGRÁFICA (4) PROTEGIDA CON PAPEL NEGRO (5) NM4

4 HENRI BECQUEREL en 1896 DESCUBRIÓ QUE LA SAL DE URANIO (1) EMITÍA RADIACIÓN (2) CAPAZ DE ATRAVESAR LA CUBIERTA DE PAPEL (3) Y DE VELAR LA PLACA FOTOGRÁFICA (4) SIN QUE FUERA NECESARIO INTRODUCIR FOSFORESCENCIA NM4

5 ESPOSOS CURIE en 1898 DESCUBREN ACTIVIDAD RADIACTIVA EN EL TORIO. NM4

6 - Julio: DESCUBREN EL POLONIO , PRIMER ELEMENTO DESCUBIERTO POR SU
ESPOSOS CURIE en 1898 - Julio: DESCUBREN EL POLONIO , PRIMER ELEMENTO DESCUBIERTO POR SU RADIACTIVIDAD. Diciembre: DESCUBREN ACTIVIDAD RADIACTIVA DEL RADIO: intensidad tres millones de veces mayor que la del uranio, atravesaba cualquier material, salvo el plomo. NM4

7 LA SIGUIENTE CLASIFICACIÓN DE RADIACIONES:
TIPOS DE EMISIONES EXPERIMENTOS ENTRE 1886 A 1903: LA SIGUIENTE CLASIFICACIÓN DE RADIACIONES: NM4

8 RADIACTIVIDAD RADIACTIVIDAD o DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA: Proceso por el cual los Isótopos inestables tienden a estabilizarse mediante la emisión de partículas o radiación electromagnética que los convierte en otra especie nuclear. 3 TIPOS NM4

9 DECAIMIENTO RADIACTIVO: CONVENCIÓN
X: Núcleo Padre (el que emite Radiación) Y: Núcleo Hijo (el que resulta de la emisión) Q: Energía emitida en el proceso NM4

10 RADIACTIVIDAD Y CAMPO ELÉCTRICO
NM4

11 PODER DE PENETRACIÓN DE RADIACIONES NUCLEARES
NM4

12 EMISIÓN ALFA NÚCLEOS DE HELIO: DEMOSTRADO EN FORMA EXPERIMENTAL POR RUTHERFORD EN 1909. CARGA ELÉCTRICA POSITIVA ( 2 PROTONES) MASA DE 4 NUCLEONES. VELOCIDAD INFERIOR A 0,1c BAJO PODER DE PENETRACIÓN SE PUEDEN DETECTAR CON : PAPEL FOTO-GRÁFICO, CÁMARA DE NIEBLA, CONTADOR GEIGER, etc. NM4

13 SE PRESENTA EN NÚCLEOS DE GRAN MASA CON Z 83
EMISIÓN ALFA SE PRESENTA EN NÚCLEOS DE GRAN MASA CON Z 83 FUERZA DE REPULSIÓN ENTRE PROTONES TIENDE A SUPERAR FUERZAS QUE MANTIENEN EL NÚCLEO UNIDO. NÚCLEO HIJO CON Z-2 Y A-4 NM4

14 EMISIÓN ALFA ECUACIÓN ENERGÍA DE DESINTEGRACIÓN NM4

15 EMISIÓN BETA SON ELECTRONES ( A VECES POSITRONES) PODER DE PENETRACIÓN MEDIANO: DETENIDOS POR LÁMINA DELGADA DE ALUMINIO O DE ACRÍLICO. CARGA ELÉCTRICA:  1(e). VELOCIDAD: 0,9 VELOCIDAD DE LA LUZ. EXISTEN DOS TIPOS:  + y  -

16 NO CAMBIA LA MASA ATÓMICA
EMISIONES BETA+ 1 PROTÓN SE CONVIERTE EN NEUTRÓN. EMITE UN POSITRÓN (e+) Y UN NEUTRINO () ECUACIÓN QUE REPRESENTA EL PROCESO COMPLETO: NO CAMBIA LA MASA ATÓMICA

17 NEUTRINOS partículaS elementalES pertene-cienteS a la “familia del Electrón” (electrones, quarks up, quarks downs y  neutrinos). CARECEN DE CARGA ELÉCTRICA Y SU MASA ES NULA O EQUIVALE A LA DIEZMILÉSIMA PARTE LA MASA DEL ELECTRÓN. TRES TIPOS: ELECTRONICO, MUÓNICO Y TAUÓNICO SU EXISTENCIA PUE PROPUESTA POR WOLFGANG PAULI, EN 1930, PARA EQUILIBRAR LA ECUACÍON DEL DECAIMIENTO BETA+ DE MUY DIFICIL DETECCIÓN. EN 1956 FUERON OBSERVADOS POR PRIMERA VEZ. NM4

18 NO CAMBIA LA MASA ATÓMICA
EMISIONES BETA- 1 NEUTRÓN SE CONVIERTE EN PROTÓN. EMITE UN ELECTRÓN (e-), QUE ES EXPULSA-DO DEL NÚCLEO Y UN ANTINEUTRINO ECUACIÓN QUE REPRESENTA EL PROCESO COMPLETO: NO CAMBIA LA MASA ATÓMICA

19 ANTINEUTRINOS http://astrojem.com/antimateria.html
ANTIPartículaS CORRESPONDIENTES A LOS NEUTRINOS, SEGÚN DESARROLLO REALIZADO A PARTIR DE UNA PREDICCIÓN DEL INGLÉS PAUL DIRAC SOBRE LA EXISTENCIA DE LA ANTIMATERIA MÁS INFORMACIÓN NM4

20 MATERIA-ANTIMATERIA e+ + e- → γ 1932 1952 1962
A CADA PARTÍCULA LE CORRESPONDE UNA ANTIPartícula: 1932 DESCUBRIMIENTO DEL POSITRÓN DESCUBRIMIENTO DE ANTIPROTÓN Y ANTINEUTRÓN 1952 DESCUBRIMIENTO DE ANTIDEUTERÓN (COMPUESTO POR ANTIPROTÓN Y ANTINEUTRÓN) 1962 - PROCESO CARACTERÍSTICO DE COLISIONES MATERIA-ANTIMATERIA. - TRANSFORMACIÓN EN FOTONES DE ALTA ENERGÍA (RAYOS GAMMA) ANIQUILACIÓN e+  +  e-  →  γ  NM4

21 CAPTURA ELECTRÓNICA EJEMPLOS:
1 ELECTRÓN DE LA ÓRBITA MÁS INTERNA ES ABSORBIDO POR EL NÚCLEO: TRANSFORMA UN PROTÓN EN NEUTRÓN Y LIBERA 1 NEUTRINO EJEMPLOS: SE MANTIENE A DISMINUYE Z EN 1 NM4

22 GENERALMENTE ACOMPAÑA LAS EMISIONES ALFA Y BETA
DESINTEGRACIÓN GAMMA GENERALMENTE ACOMPAÑA LAS EMISIONES ALFA Y BETA SON RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS DE ALTA ENERGÍA: FOTONES GAMMA: 1 MeV a 1GeV FRECUENCIA ENTRE: 3,0 x 1016 Hz y 3,0 x 1019 Hz PODER DE PENETRACIÓN MUY ALTO: DETENIDOS POR MUROS DE HORMIGÓN DE HASTA 3 m.

23 DESINTEGRACIÓN GAMMA, ¿CUÁNDO?
Cuando, despuÉs de procesos de decaimiento, quedan núcleos excitados. CUANDO UN NÚCLEO ES IMPACTADO POR PARTÍCULA DE MASA ELEVADA, DEJÁNDOLO EXCITADO. 2 SITUAciones NO POSEEN CARGA NI MASA

24 DESINTEGRACIÓN GAMMA NÚCLEO EXCITADO

25 Sg (SEABORGIO) Rf (RUTHERFORDIO)
RADIACTIVIDAD Antes Después Sg (SEABORGIO) Rf (RUTHERFORDIO) Dy 66 (DISPROSIO) NM4

26 PROCESOS RADIACTIVOS: RESUMEN
CAMBIO A CAMBIO Z CONDIC. NUCLEAR EMISIÓN  -4 -2 NÚCLEO PESADO EMISIÓN - +1 N/Z MUY GRANDE EMISIÓN + -1 N/Z MUY PEQUEÑO CAPTURA ELECTRÓ-NICA EMISIÓN  NÚCLEO EXCITADO NM4

27 RADIACTIVIDAD: PODER IONIZANTE
PROCESO FÍSICO-QUÍMICO MEDIANTE EL QUE SE PRODUCEN IONES, POR FALTA O EXCESO DE ELECTRONES. IONIZACIÓN PODER IONIZANTE DE RADIACIÓN ALFA = 100 VECES EL DE LA RADIACIÓN BETA. PODER IONIZANTE DE RADIACIÓN BETA = 100 VECES EL DE LA RADIACIÓN GAMMA. PODER IONIZANTE VARÍA EN FORMA INVERSA AL PODER DE PENETRACIÓN RADIACIONES NUCLEARES IONIZANTES : PELIGROSAS PARA LA SALUD: MUTACIONES EN MATERIAL GENÉTICO

28 SERIE RADIACTIVA CONJUNTO SECUENCIADO DE REACCIONES NUCLEARES QUE COMIENZAN CON UN NÚCLEO RADIACTIVO Y TERMINAN CON UN NÚCLEO ESTABLE. TRES SERIES RADIACTIVAS CONOCIDAS EN LA NATURALEZA: Th-232, U-238 y Ac-227 En cada serie todos los núcleos están relaciona-dos, ej: Th-232, todos los núcleos de la serie tienen números másicos iguales a 4n, siendo n un número entero cualquiera. NM4

29 SERIE RADIACTIVA: TORIO - 232
NÚCLEO ESTABLE: PLOMO 208 NM4

30 SERIE RADIACTIVA: URANIO - 238
NÚCLEO ESTABLE: PLOMO 206 NM4

31 SERIE RADIACTIVA: ACTINIO - 227
NÚCLEO ESTABLE: PLOMO 208 NM4

32 DECAIMIENTO RADIACTIVO: CARACTERÍSTICAS
NO ES CONTINUO: SE REALIZA EN SUCESIVAS EMISIONES. ES ALEATORIO: NO ES POSIBLE PREDECIR CUÁL NÚCLEO SE DESINTEGRARÁ EN UN INSTANTE DETERMINADO ES POSIBLE DETERMINAR CON PRECISIÓN EL Nº DE ÁTOMOS QUE DECAERÁN EN UN INTERVALO DE TIEMPO. NM4

33 Donde: N, es el número de núcleos activos en una muestra radiactiva
DECAIMIENTO RADIACTIVO: RAPIDEZ DE DESINTEGRACIÓN Nº DE ÁTOMOS QUE SE DESINTEGRAN EN UN TIEMPO DETERMINADO: V = N/t RAPIDEZ DESINTEGRACIÓN 1903 RUTHERFORD Y SODDY: “LA RAPIDEZ CON QUE SE DESINTEGRAN LOS NÚCLEOS DE UNA MUESTRA RADIACTIVA ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL NÚMERO DE ESTOS”: Donde: N, es el número de núcleos activos en una muestra radiactiva : Constante de Desintegración de Radioisótopos (o de Decaimiento Radiactivo). NM4

34 Donde: N0 es el número inicial de radioisótopos
LEY DEL DECAIMIENTO RADIACTIVO (RUTHERFORD – SODDY) SE ENUNCIA COMO: Donde: N0 es el número inicial de radioisótopos REPRESENTACIÓN GRÁFICA Donde: T, es la VIDA MEDIA de la sustancia LOS NÚCLEOS RADIACTIVOS SE DESINTEGRAN EN FORMA EXPONENCIAL NM4

35 “TIEMPO EN QUE UNA SUSTANCIA RADIACTIVA SE REDUCE A LA MITAD”
VIDA MEDIA (T) DE UNA SUSTANCIA RADIACTIVA “TIEMPO EN QUE UNA SUSTANCIA RADIACTIVA SE REDUCE A LA MITAD” (Período de desintegración) DEPENDE SOLAMENTE DE LA CONSTANTE DE DECAIMIENTO 

36 DECAIMIENTO RADIACTIVO DEL U-238
¿Cuál es su Vida Media? ¿Cuánto demoraría una muestra radiactiva de U-238 en reducirse a la 8ª parte? NM4

37 VIDA MEDIA (T) y CTE. DE DECAIMIENTO ()
Radioisótopo T(años)  (s-1) U-238 4,47 x 109 5,0 x C-14 5.730 3,9 x Ra-226 1.600 1,4 x Co-60 5,2 4,2 x 10-9 NM4

38 RADIACTIVIDAD EN LA CORTEZA TERRESTRE PRINCIPALES RADIONUCLEIDOS
NM4

39 MEDICIÓN DE RADIACIÓN CONTADOR GEIGER-MULLER
AL INGRESAR LAS RADIACIO-NES (, , ), EL ARGÓN DE SU INTERIOR SE IONIZA, FORMAN-DO IONES Ar+. LOS ELECTRONES LIBERADOS EN LA IONIZACIÓN SON CAPTURADOS POR EL ÁNODO (+) , MANIFESTÁNDOSE COMO PEQUEÑA SEÑAL ELÉCTRICA, LA QUE ES AMPLIFICADA Y CONTABILIZADA. NM4

40 MEDICIÓN DE RADIACIÓN CONTADOR DE CENTELLEO DOSÍMETRO
UTILIZA CLORURO DE SODIO, OTROS COMPUESTOS Y MATERIALES INORGÁnicos como CRISTAL DE CENTELLEO: LA RADIACIÓN GAMMA ES ABSORBIDA POR EL CRISTAL Y LUEGO ESTE EMITE LUZ . ESTA ES AMPLIFICA POR UN FOTO-MULTIPLICADOR. CONTADOR DE CENTELLEO DISPOSITIVOS SENSIBLES A LA RADIACIÓN : CÁMARAS DE IONIZACIÓN, TERMOLUMINISCENTES, DE PELÍCULA FOTOGRÁFICA. EXISTEN DE BOLSILLO, DE SOLAPA, ETC. DOSÍMETRO NM4

41 MEDICIÓN DE RADIACIÓN: UNIDADES
1Bq = 1 DESINTEGRACIÓN NUCLEAR POR SEGUNDO. 1Ci = 3,7 x 1010 Bq 1Gy= 1 jOuLE de energía depositada por Kg de tejido. 1Gy = 100 rad EL DAÑO QUE PRODUCE LA RADIACIÓN DEPENDE DEL TIPO DE RADIACIÓN Y DE LA PARTE DEL CUERPO IRRADIADA. NM4

42 MEDICIÓN DE RADIACIÓN: UNIDADES
1Sv= 1 jOuLE de energía por Kg DE MATERIA VIVA (CORREGIDA POR LOS POSIBLES EFECTOS BIOLÓGICOS) 1Sv = 100 rem FACTOR DE EFECTIVIDAD: PARA RADIACIÓN  -1 PARA RAYOS X,  y  DOSIS NORMAL EN ADULTO: 100 a 200 (mrem/año) NM4

43 MEDICIÓN DE RADIACIÓN: UNIDADES
EFECTOS CLÍNICOS SEGÚN CANTIDAD DE RADIACIÓN DOSIS EN Rem EFECTO CLÍNICO 0 - 20 NO HAY EFECTOS DETECTABLES REDUCCIÓN TEMPORAL DE GLÓBULOS BLANCOS FUERTE DISMINUCIÓN DE GLÓBULOS BLANCOS . RETARDO EN EL CRECIMIENTO ÓSEO EN LOS NIÑOS 500 DESTRUCCIÓN DE MÉDULA E INTESTINOS SOBRE 500 ENFERMEDADES AGUDAS Y MUERTE TEMPRANA NM4

44 MEDICIÓN DE RADIACIÓN: UNIDADES
1R =   intensidad de la radiación necesaria, para producir una carga de ionización de 0,000258(C) por Kg de aire. SÓLO APLICABLE A RAYOS X Y RAYOS   no es aplicable a las emisiones de partículas alfa, beta, y otras. no predice con exactitud, los efectos de los rayos gamma de energías extremadamente altas, sobre los tejidos. se ha utilizado principalmente para la calibración de máquinas de radiografía. NM4