EMISIÓN RADIACTIVA OBJETIVO: RECONOCER LOS CONSTITUYENTES DEL NUCLEO Y SU RELACIÓN CON LOS FENÓMENOS RADIACTIVOS.

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1 EMISIÓN RADIACTIVA OBJETIVO: RECONOCER LOS CONSTITUYENTES DEL NUCLEO Y SU RELACIÓN CON LOS FENÓMENOS RADIACTIVOS.

2 CONCEPTOS PRELIMINARES

3 EMISIÓN RADIACTIVA Los componentes del núcleo (protones + neutrones = nucleones) se mantienen unidos por una fuerza denominada FUERZA NUCLEAR. La fuerza nuclear anula la fuerza eléctrica de repulsión que debería actuar cuando se encuentran cargas iguales, en este caso de los protones presentes en el núcleo.

4 Si aplicamos fuerza para comprimir o juntar los bloques, el resorte opone resistencia, sin embargo, la fuerza VENCE al resorte y logra unir los cuerpos. Para mantener unidos a los cuerpos en contra de la fuerza ejercida por el resorte comprimido, atamos los bloques con una cuerda (fuerza nuclear) Si cortamos la cuerda, la fuerza ejercida por el resorte (en el caso del núcleo corresponde a la repulsión eléctrica) separa violentamente los bloques, liberando la energía)

5 PARTÍCULAS NUCLEARES Y REACCIONES NUCLEARES No todos los elementos emiten partículas y radiaciones espontáneamente. Los núcleos estables son aquellos que presentan un número igual de protones y neutrones, además en un número par. Los núcleos inestables decaen con el fin de equilibrar la relación numérica entre protones y neutrones. Sin embargo, se considera todos aquellos átomos cuyo número atómico (z= cantidad de protones) es superior a 83 como radiactivo.

6 PARTÍCULAS NUCLEARES Y REACCIONES NUCLEARES Cuando ocurre un decaimiento radiactivo, un NÚCLEO se transforma en otro y además emite radiación. El decaimiento de un átomo radiactivo se expresa como una reacción química, indicando número atómico y másico de cada una de las especies de la reacción. Estas reacciones se llaman reacciones nucleares, y tiene características distintas de las reacciones químicas comunes.

7 ECUACIONES NUCLEARES En las reacciones nucleares se debe especificar número másico y atómico.

8 REGLAS PARA ESCRIBIR ECUACIONES NUCLEARES

9 PARTÍCULAS NUCLEARES Y REACCIONES NUCLEARES Cuando un átomo radiactivo se desintegra, las partículas que están dentro de él (neutrón, protón y electrón) dan origen a otras partículas. Las partículas alfa y beta y la radiación gamma son las más características de un fenómeno de radiación nuclear; también se emiten otras como positrones y neutrones.

10 EMISIÓN ALFA La desintegración alfa o decaimiento alfa es una variante de desintegración radiactiva por la cual un núcleo atómico emite una partícula alfa y se convierte en un núcleo con cuatro unidades menos de número másico y dos unidades menos de número atómico. Son núcleos de helio con poco poder de penetración y gran capacidad ionizante. Un ejemplo de ello es:

11 Radiación Alfa

12 EMISIÓN BETA Son partículas con carga negativa (electrones) que viajan a gran velocidad. Las emisiones beta provienen del núcleo producto de la desintegración de un neutrón en un protón. El átomo que queda de la desintegración aumenta en 1 su número atómico, pero mantiene su número de masa (debemos mencionar que protón y neutrón poseen aproximadamente la misma masa). Un ejemplo de desintegración beta es la del Torio-234:

13 Radiación Beta Un neutrón puede transformarse en un protón al emitirse un electrón

14 Leyes de desplazamiento radiactivo Establecidas por Soddy y Fajans en 1913 1. Al emitir una partícula alfa se obtiene un elemento químico cuyo número atómico es dos unidades menor y con número másico cuatro unidades mayor A A-44 X Y + He ZZ-22 226 222 4 Ra Rn + He 88 86 2 2. Si se emite una partícula beta se obtiene un elemento cuyo número atómico es una unidad mayor y no varía su número másico A A0 X Y + e ZZ+1-1 214 214 0 Bi Po + e 83 84 -1

15 EMISIÓN GAMMA La radiación gamma se manifiesta en los procesos radiactivos como consecuencia de la desexcitación de un núcleo, que previamente haya sido excitado. Por tanto, los procesos donde se produce emisión de partículas alfa o beta, van acompañados de emisión de radiación electromagnética en forma de fotones que son las partículas gamma.

16 EMISIÓN DE POSITRONES La emisión de positrones se produce cuando un protón del núcleo se transforma en un neutrón emitiendo una partícula denominada positrón (+ β ).

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18 FENÓMENOS RADIACTIVOS FUSIÓN NUCLEAR: Corresponde a la unión de núcleos ligeros con formación de núcleos más pesados y liberación de energía. La bomba de hidrógeno es la reacción de fusión más conocida: Núcleos ligeros de deuterio y el tritio se combinan para originar núcleos más pesados. Esta reacción tiene lugar en el sol, por lo tanto sólo se produce a altísimas temperaturas. Cerca de 200 millones de grados Celsius son necesarios por tanto es prácticamente inútil intentar realizarla en tierra.

19 FENÓMENOS RADIACTIVOS FISIÓN NUCLEAR Es la división de un núcleo muy pesado en un par de núcleos de masa próxima a 60, proceso en el cual se libera gran cantidad de energía. Ejemplo:

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23 DATACIÓN DE VIDA MEDIA

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30 APLICACIONES DE LA RADIACTIVIDAD En medicina se usan, por ejemplo, en el sodio-24, que inyectado al torrente sanguíneo como una solución salina puede ser monitoreado para rastrear el flujo de sangre y detectar posibles constricciones u obstrucciones en el sistema circulatorio. El yodo-131 se ha utilizado para probar la actividad de la glándula tiroides, otro isótopo, el yodo-132, se usa para producir imágenes del cerebro. El cobalto-60 para la destrucción de tumores cancerosos, el arsénico-74 para localizar tumores cerebrales.

31 APLICACIONES DE LA RADIACTIVIDAD El cromo-51 en la estimación de volúmenes de líquidos del cuerpo. El fósforo-32 en la detección de cáncer en la piel. El hierro-59 para calcular la rapidez de formación de glóbulos rojos y el oro-198 para el cáncer de próstata.