Nuclear Objetivos: • Para entender los factores que afectan a estabilidad nuclear • Para saber las diversas clases de decaimiento radiactivo • Dar las.

Presentación del tema: "Nuclear Objetivos: • Para entender los factores que afectan a estabilidad nuclear • Para saber las diversas clases de decaimiento radiactivo • Dar las."— Transcripción de la presentación:

1 Nuclear Objetivos: • Para entender los factores que afectan a estabilidad nuclear • Para saber las diversas clases de decaimiento radiactivo • Dar las características de la alfa, beta, y la radiación gamma. • Para poder balancear una reacción nuclear • Para poder interpretar una serie de decaimiento radiactivo• Para saber las diferencias entre la radiación ionizante e inionizante y sus efectos sobre materia • Para poder identificar fuentes naturales y artificiales de radiación • Para poder calcular un equilibrio masa-energía y una energía de enlace nuclear • Para entender las diferencias entre la fisión nuclear y la fusión • Para entender cómo los reactores nucleares funcionan• Para entender cómo reacciones de la transmutación nuclear llevadas a la formación de los elementos en las estrellas y cómo pueden ser utilizados para sintetizar elementos transuránicos

2 Preguntas rectoras ¿Es la radiación peligrosa?
¿Es la energía atómica una buena opción? ¿Cuál es energía nuclear? ¿Son energía nuclear y las bombas nucleares ambas peligrosas? Más específicamente…: Dar una breve historia de la radiactividad Definir la química nuclear Indicar que la energía se puede convertir en materia Enumerar los factores que determinan estabilidad de un núcleo Balancear las ecuaciones nucleares Distinguir entre las varias formas de radiación en términos de profundidad de penetración y la energía Determinar el período de una sustancia radiactiva. Definir la fusión nuclear y la fisión Describir una reacción en cadena Enumerar los usos de radioisótopos

3 La energía del núcleo Bravo - 15.000 kilotons Energía nuclear
Adaptado de Chemcases.com Energía y materia: La ciencia nuclear comenzó con Albert Einstein que reconoció que la materia y la energía eran equivalentes.  Todos hemos oído la ecuación: E=mc2 Ésta era comprensión de Einstein al principio del siglo pasado.  Energía - la capacidad de proporcionar calor o trabajar, tenía una equivalencia con la materia - la masa del universo físico. La relación era asombrosa en que la cantidad de equivalente de energía a una cantidad dada de materia fue relacionada por el cuadrado de la velocidad de la luz.  La ecuación predijo que SI la materia se podría convertir a la energía de una manera práctica, mismo una pequeña cantidad de materia generaría cantidades enormes de energía. ¿Cuántos gramos de materia toma para producir bastante energía para encender una bombilla de 100 W por 1 año? La cantidad de energía que tomaría es: 3.15 x 107 Julios.  Usar E=mc2, encontrar la masa necesitada para dar 3.15 x 107 Julios. La velocidad de la luz es 3.0 x 108 m/s. ¿Usted consiguió un número muy pequeño?  Un neutrón pesa, x 10-30 ¿g, cuántos neutrones ése sería? ¿Hagamos el cálculo reverso, si usted tiene 1 gramo de azúcar, cuántos 100 W que las bombillas podría usted encenderse por un año? Encontrar la cantidad de E= consumidor de energía bujía métrica2 Dividir por 3.15 x 107 Julios ¿Convirtiendo pequeñas cantidades de materia a la energía podría proporcionar fuentes de energía enormes, pero es posible? Todo el año hemos hablado de las reacciones químicas que emitirían energía o absorberían energía, en todos los casos que la materia fue conservada y la energía fue conservada. (Recordar, la masa en ambos lados de una ecuación química debe ser igual).   También, en todas las reacciones hemos estudiado hasta ahora, movimiento de los electrones del átomo al átomo pero las estancias del núcleo (los protones y núcleo) puestas.  Pronto después del descubrimiento del neutrón de James Chadwick en 1932, los científicos comenzaron a utilizar los neutrones como balas químicas - leña ellas en los átomos de otros elementos.  Cuando los neutrones se encienden en el uranio, una cosa inusual sucedió que fue nombrada fisión nuclear:  U del neutrón otros elementos + 3 neutrones + energías (un neutrón se puede escribir usando la notación del isótopo también: 1n0  donde está la masa 1 y cero da el número de protones y de electrones) U n0  otros elementos + 3 n0 + energía ¡Observación cuidadosa de los productos - una mezcla de átomos y de neutrones más pequeños, demostrada que la masa de los productos era MENOS que la masa de los reactivo! La oferta de Einstein que la masa y la energía son convertibles fue confirmada.  La pérdida de masa en los productos dio lugar a la producción de energía - la energía que quizás era útil. Energía nuclear para la energía y las armas:  La energía lanzó por la fisión excitó a científicos europeos que descubrieron el fenómeno.  Y preocupó a otras que reconocieron de la ecuación simple, arriba, que una conversión de gran alcance y rápida de la materia a la energía podría resultar del fenómeno de la fisión.  Mirar la ecuación.  Cada neutrón produce cerca de 3 neutrones por la reacción con U-235 además de la energía.  Si esos 3 neutrones se encienden hacer 3 más U-235 partir que entonces produzca energía y 9 más neutrones que se encienden hacer 9 más U-235 partir producir más energía y 27 más neutrones…. Teóricamente, esto podía ser una fuente de energía enorme.  Reacción del atomChain del neutronUranium de U n0n0n0n0n0n0n0n0n0n0n0n0n0U U U n0U Una reacción en cadena controlable primero fue demostrada en 1942 en la Universidad de Chicago por el científico italiano, Enrique Fermi.  El “combustible de uranio” fue moderado en la reacción en cadena por los amortiguadores de neutrón que podrían ser agregados y quitado para asegurarse lo hizo la reacción “no funcionado lejos” y para lanzar enormes cantidades de energía de la fisión causada por demasiados neutrones. El científico húngaro, Leo Szilard, expatriado húngaro en los Estados Unidos, Albert Einstein alertado apenas antes de la Segunda Guerra Mundial que la química de la fisión llevó a cabo la posibilidad de armas de la destrucción total, mucho más alla cualquier cosa imaginada antes. Bajo algunas condiciones, la reacción en cadena se pudo condensar en una explosión del milisegundo de la fisión, destraillando energía enorme.  Las comunicaciones de Einstein con presidente Franklin Roosevelt llevaron al “proyecto de Manhattan” que dio lugar a las primeras bombas atómicas que fueron utilizadas en Japón en WWII. La ciencia era crítica.  Solamente el U-235 es fisionable a las tarifas necesarias para un arma que no es el U-238 sumamente más común.  Las plantas tan complicadas de la separación fueron construidas para hacer la separación.  (En el siglo XXI, es la presencia de estas “plantas de uranio de la separación del gas” que es una marca de la presencia de capacidades nucleares.) ¿Qué significa ser fisionable? No obstante, U-238 desempeña un papel en el proceso de la fisión.  Aunque no lo haga sí mismo fisión, el isótopo reacciona con los neutrones y experimenta una serie de transformaciones nucleares que ocurran rápido dando por resultado la producción de un nuevo elemento, plutonio (Pu).  En las ecuaciones abajo, ß-1 es un electrón, o en la lengua de los científicos nucleares, una partícula “beta”: U n0     U-239  U-239 Np ß-1 Np-239 ß del  Pu El plutonio producido así, es sí mismo fisionable y los científicos de la PU aislada del proyecto de Manhattan del bombardeo del neutrón de U-238 y demostrado le como fuente para las armas nucleares.  En las décadas desde la Segunda Guerra Mundial, el plutonio ha sido la fuente para la mayoría de los dispositivos nucleares fisionables.  Combustible gastado y armas nucleares:  Las naciones del mundo utilizan la energía atómica derivada del uranio enriquecido al cerca de 4% U-235.  En las “barras de combustible”, como el uranio fissioned y la energía se extrae de la reacción de la fisión, algunos neutrones reaccionan con el bulto del uranio, el U-238 nonfissionable. Este proceso produce una pequeña cantidad de PU en las barras de combustible gastadas.  Estas barras, entonces, se convierten en una fuente potencial para limpiar las cantidades minuciosas de PU producidas en un intento por hacer las armas.  El control de las barras de combustible gastadas y de su disponible seguro se convierte en así una preocupación mundial en los esfuerzos para limitar la proliferación de armas nucleares.  Bravo kilotons

4 Desarrollo del átomo

5 Nuclear Fondo de la revisión Radiación nuclear Fisión
Centrales nuclear Período Serie de decaimiento Fusión

6 Términos dominantes decaimiento alfa asesor partículas alfa
transmutación artificial radiación de fondo decaimiento beta partícula beta reacción en cadena palancas de mando masa crítica curie desintegraciones por segundo decaimiento gamma Contador de Geiger período radiación de ionización irradiado isótopo asesor radiactividad natural ecuación nuclear fisión nuclear fusión nuclear núclido plasma positrones rad radioisótopo rem roentgen trazalíneas transmutación Radiografías

7 Radiactividad Mucha de nuestra comprensión de la estructura atómica
vino de estudios de elementos radiactivos. Radiactividad El proceso por el cual los átomos emiten espontáneo partículas o rayos de la alta energía de su núcleo. Primero observado cerca Enrique Becquerel en 1896

8 Historia: En el lado humano
1834 Michael Faraday - experimentos de la electrólisis              naturaleza eléctrica sugerida de la materia 1895 roentgen de Wilhelm - radiografías descubiertas cuando   ánodo de la huelga de los rayos catódicos Enrique 1896 Becquerel - “rayos uránicos descubiertos” y   radiactividad Marie 1896 (Marya Sklodowska) y curie de Pedro - descubierto que la radiación es una característica del  átomo, y no debido a la reacción química.  (Marie nombró este radiactivity de la característica.) José 1897 J. Thomson - descubrió el electrón   con experimentos del tubo de Crookes Curie de Marie 1898 y de Piere - descubrió  polonio y radio de los elementos radiactivos Rutherford 1899 de Ernesto - alfa y beta descubierta   partículas Paul 1900 Villard - rayos gama descubiertos Rutherford 1903 y Frederick de Ernesto Soddy -    leyes establecidas del decaimiento radiactivo y transformación Frederick 1910 Soddy - propuso el concepto del isosope para explicar la existencia más que una atómica   peso de cuerpos simples radiactivos 1911 Rutherford de Ernesto - partículas alfa usadas a explorar la hoja de oro; descubrió el núcleo y   protón; propuso la teoría nuclear del átomo El Rutherford 1919 de Ernesto - anunció el primer artificial transmutación de átomos James 1932 Chadwick - descubrió el neutrón cerca bombardeo de la partícula alfa del berilio Frederick 1934 Joliet y curie de Irene Joliet - producido el primer radioisótopo artificial Otto 1938 Hahn, Fritz Strassmann, Lise Meitner, y Otto Frisch - fisión nuclear descubierta de uranium-235 por el bombardeo del neutrón Edwin 1940 M McMillan y Philip Abelson - descubrió el primer elemento transuránico, neptunio, por la irradiación de neutrón del uranio en a ciclotrón Glenn 1941 T. Seaborg, Edwin M. McMillan, José W. Kennedy y Arturo C. Wahl - anunciado descubrimiento del plutonio de la partícula beta emisión del neptunio Enrique 1942 Fermi - produjo la primera fisión nuclear cadena-reacción Glenn 1944 T. Seaborg- propuso un nuevo formato para la tabla periódica para demostrar a eso una nueva serie de actinida de 14 los elementos caerían abajo y serían análogos a los 14 elementos de las lantánido-series. Murray 1964 Gell-Mann presumió que los quarks son partículas fundamentales que componen todos subatómico sabida las partículas exceptúan los leptons.

9 H él La del FE de AR F del Al de Li C N
Diagrama llano de energía Litio 6s               6p                                 5d                                           4f Modelo de Bohr   5s 5p 4d 4s 4p 3d    Escala arbitraria de la energía 3s 3p N 2s 2p 1s Configuración del electrón NÚCLEO Li = 1s22s1 H él La del FE de AR F del Al de Li C N CHASCAR ENCENDIDO EL ELEMENTO PARA COMPLETAR CARTAS

10 Un átomo emocionado del litio
Átomo emocionado de Li Energía Fotón de luz roja emitido Átomo de Li adentro estado de una energía más baja Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 326

11 Ondas Bajo frecuencia Alto frecuencia l de la longitud de onda larga
Amplitud Bajo frecuencia l corto de la longitud de onda Amplitud Alto frecuencia

12 Un tubo catódico Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 58

13 Un tubo catódico Fuente de Eléctrico Potencial
Plateado de metal De gas tubo de cristal Corriente de la negativa partículas (electrones) Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 58 PAPEL

14 Interpretando observado Desviaciones
. hoja de oro . viga de alfa partículas undeflected partículas . . partícula desviada Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la materia, 3rd Edition, 1990, página 120

15 Aparato del Rutherford
viga de partículas alfa radiactivo sustancia ALQUIMIA MODERNA El Rutherford de Ernesto ( ) era la primera persona para bombardear los átomos artificial para producir elementos transmutated. El físico de Nueva Zelandia describió los átomos como teniendo un núcleo central con los electrones que giraban alrededor de él. Él demostró que los átomos del radio emitidos “irradian” y fue transformado en los átomos del radón. Las reacciones nucleares como esto se pueden mirar como transmutaciones - un elemento que cambia en otro, los alquimistas de proceso intentados en vano para alcanzar por medios químicos. Ciencia “química” del testigo presencial, el Dr. Ana Newmark, DK Publishing, Inc., 1993, página 35 pantalla fluorescente circular - ZnS cubierto hoja de oro Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la materia, 3rd Edition, 1990, página 120

16 Fotón En 1905, Einstein postuló que la luz fue compuesta de partículas de la energía discreta E = hf Él llamó estos FOTONES de las partículas Él también sugirió que en el efecto fotoeléctrico cada uno el solo fotón da para arriba toda su energía a un solo electrón Él sugirió que el electrón fuera expulsado inmediatamente El aumento de la intensidad de la luz aumenta el número de los electrones pero no de la energía de los electrones

17 Efecto fotoeléctrico Fotones ligeros Los electrones expulsaron
cátodo ánodo Representación simbólica de una célula fotoeléctrica vidrio evacuado sobre Fotones ligeros Célula fotoeléctrica Los electrones expulsaron de la superficie Metal del sodio

18 Efecto fotoeléctrico Luz Electrón Núcleo Metal Cuando la luz pega una superficie de metal, se expulsan los electrones.

19 Efecto fotoeléctrico Más luz Electrón Electrón Núcleo Metal Si se ha alcanzado la frecuencia del umbral, aumento la intensidad aumenta solamente el número de los electrones expulsados.

20 Efecto fotoeléctrico Más arriba frecuencia luz Más rápidamente electrón Núcleo Metal Si se aumenta la frecuencia, los electrones expulsados viajará más rápidamente.

21 Efecto fotoeléctrico Más arriba frecuencia luz Más rápidamente electrón Núcleo Metal Si se aumenta la frecuencia, los electrones expulsados viajará más rápidamente.

22 Fuerte contra fuerza débil
Fuerza débil: atracciones electrostáticas entre los protones y los electrones en átomos e.g. vinculación covalente, vinculación iónica, vinculación del hidrógeno Granes fuerzas: forzar que mantiene el núcleo unido.  es decir. El núcleo contiene los protones que rechazan naturalmente cada uno        otro. Las granes fuerzas mantienen el núcleo unido.         Cuando el núcleo está partido, la energía lanzada es        energía de las granes fuerzas. El núcleo de un átomo ocupa una fracción minúscula del volumen del átomo y contiene el número de protones y de neutrones que es característico de un isótopo dado • Las repulsiones electrostáticas causarían positivamente - los protones cargados para rechazarse, sino el núcleo no vuela aparte debido a la fuerza nuclear fuerte, una fuerza atractiva extremadamente de gran alcance sino muy de corto alcance entre los nucleones• Todos los núcleos estables excepto el núcleo hydrogen-1 contienen por lo menos un neutrón para superar la repulsión electrostática entre los protones

23 Absorción de Radiación
g Las reacciones nucleares no causan reacciones químicas directo. Las partículas y los fotones emitidos durante decaimiento nuclear son muy enérgios, y pueden producir indirectamente cambios químicos en la materia que rodea el núcleo que ha decaído. Los efectos de la radiación en materia son determinados por la energía de la radiación, que depende de la reacción del decaimiento nuclear que la produjo. Radiación inionizante Punto bajo en energía; cuando choca con un átomo en una molécula o un ion, la mayor parte de su energía puede ser absorbida sin causar un cambio estructural o químico La energía cinética de la radiación se transfiere al átomo o a la molécula con los cuales choca, haciéndola para girar, para vibrar, o para moverse más rápido Esta energía se puede transferir a las moléculas o a los iones adyacentes bajo la forma de calor, así que muchas sustancias radiactivas son calientes al tacto Radiación de ionización Más arriba en energía y algo de su energía puede ser transferido a uno o más átomos con los cuales choque mientras que pasa a través de materia Si se transfiere bastante energía, los electrones se pueden excitar a los niveles de energía muy alta, dando por resultado la formación positivamente - de iones cargados Las moléculas ionizadas de esta manera son alto reactivas y pueden descomponer o experimentar otros cambios químicos que creen una cascada de las moléculas reactivas que pueden dañar tejidos biológicos y otros materiales Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 625

24 Absorción de la radiación
Nos exponen continuamente a la radiación de fondo mensurable de una variedad de fuentes naturales, que es igual a cerca de mrem/yr Rayos cósmicos, partículas de gran energía, y rayos del  emitidos por el sol y otras estrellas que bombardean la tierra continuamente Radiación cosmogénica, producida por la interacción de rayos cósmicos con los gases en la atmósfera superior Radiación terrestre, debido a los remanente de los elementos radiactivos que estaban presentes en la tierra primordial y sus productos de decaimiento Los tejidos también absorben la radiación (40 mrem/yr) de los elementos radiactivos naturales presentes en nuestros cuerpos El radón es la fuente más importante de radiación de fondo El más pesado de los gases nobles y tiende a acumular en espacios incluidos La exposición del radón puede causar daño o el cáncer de pulmón Además de la radiación de fondo natural, exponen a los seres humanos a las pequeñas cantidades de radiación de una variedad de fuentes artificiales Radiografías usadas para los propósitos de diagnóstico en medicina y odontología; Las radiografías son fotones con una energía mucho más baja que rayos del  Pantallas de la televisión y monitores de la computadora con los tubos de rayo catódico que producen radiografías Diales luminescentes Polvillo radiactivo residual de la prueba atmosférica de las nuclear-armas Industria de energía atómica Una dosis grande del tiempo extendido por radiación es menos dañosa que la misma cantidad total de radiación administrada durante un breve periodo de tiempo • Los tejidos más afectados por exposiciones grandes, whole-body son médula, tejido intestinal, folículos de pelo, y órganos reproductivos Timberlake, química 7th Edición, página 84

25 Exposición de radiación típica por persona por año en los Estados Unidos
Fuente Radiación atmósfera en el nivel del mar * mrem 26 radiografía dental 1 mrem tierra mrem 30 radiografía del pecho mrem 6 alimentos mrem 20 Radiografía de la cadera mrem 65 transporte aéreo sobre m mrem 4 Exploración de CAT mrem 110 emplazamiento de la obra mrem 7 central nuclear cerca 0.02 mrem Radiografía del brazo o de la pierna Uso de la TV y de la computadora mrem 2 mrem del *Add 3 para cada 300 m de la elevación Packard, Jacobs, Marshall, globo del AGS de Pearson de la química, página 341

26 Contador de Geiger (-) “tecleo” para (+) e + e + e + + e
Ionización del gas del terraplén ocurre adelante pista de la radiación (-) El altavoz da  “tecleo” para cada partícula (+) Tubo del metal (negativamente cargado) e + e Ventana + e + + e La radiación no puede ser considerada, ser oída, ser sentida, o ser olida. Así las señales de peligro y los instrumentos de la detección de la radiación se deben utilizar para alertar a gente a la presencia de radiación y para supervisar su nivel. El contador de Geiger es un tal instrumento que es ampliamente utilizado.  Otros dispositivos usados para detectar y para medir la radiación de ionización: contador de centelleo, divisa de película La e libre se atrae (+) al electrodo, terminando el circuito y generando una corriente. El contador de Geiger entonces traduce la lectura actual a una medida de radiactividad. Ionización radiación trayectoria E libre- se atraen a (+) electrodo, terminando el circuito y generación  una corriente. El Geiger el contador entonces traduce la lectura actual en a medida de radiactividad. Átomos o moléculas del gas del terraplén Electrodo central del alambre (positivamente - cargado) Wilbraham, Staley, Matta, barquero, química, 2002, página 857

27 Contador de la Geiger-Moleta
La radiación no puede ser considerada, ser oída, ser sentida, o ser olida. Así las señales de peligro y los instrumentos de la detección de la radiación se deben utilizar para alertar a gente a la presencia de radiación y para supervisar su nivel. El contador de Geiger es un tal instrumento que es ampliamente utilizado.  Otros dispositivos usados para detectar y para medir la radiación de ionización: contador de centelleo, divisa de película La e libre se atrae (+) al electrodo, terminando el circuito y generando una corriente. El contador de Geiger entonces traduce la lectura actual a una medida de radiactividad. Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 614

28 Alfa, beta, rayos gama (carga negativa) (ninguna carga)
Bloque de plomo (+) (-) rayos del b  (carga negativa) El alinear ranura  (ninguna carga) rayos del g rayos del a Radiactivo sustancia  (carga positiva) Tres clases de radiación - partículas del α, partículas β y rayos γ        1. Distinguido a propósito son desviados por un campo eléctrico y por el grado a el cual penetran la materia        2. las partículas del α y las partículas β se desvían en direcciones opuestas; las partículas del α se desvían a un mucho poco grado debido a su más alto masa-a-cargan cociente.        3. los rayos γ no tienen ninguna carga y no son desviados por eléctrico o campos magnéticos.        4. las partículas del α tienen la menos energía penetrante, y los rayos γ pueden penetrar la materia fácilmente. Fotográfico placa Cargado eléctricamente placas (detectando la pantalla) Animación de Raymond Chang Todos los derechos reservados

29 Tipos de radiación Tipo Símbolo Carga Masa (amu) Partícula alfa 2+
Partícula beta 1 Positrón  1+ Rayo gama Tres clases de radiación - partículas del α, partículas β y rayos γ        1. Distinguido a propósito son desviados por un campo eléctrico y por el grado a el cual penetran la materia        2. las partículas del α y las partículas β se desvían en direcciones opuestas; las partículas del α se desvían a un mucho poco grado debido a su más alto masa-a-cargan cociente.        3. los rayos γ no tienen ninguna carga y no son desviados por eléctrico o campos magnéticos.        4. las partículas del α tienen la menos energía penetrante, y los rayos γ pueden penetrar la materia fácilmente.

30 Características de una cierta radiación de ionización
Características de algunas radiaciones de ionización Radiación gamma de la radiación beta de la radiación alfa de la característica      Composición Partícula alfa (núcleo del helio) Partícula beta (electrón) Electro de gran energía radiación magnética Símbolo a, He-4 b, e g Carga 2+ 1 Masa (amu) 4 1/1837 Fuente común Radium-226 El carbono-14 Cobalt-60 Aproximado energía 5 MeV* 0.05 a 1 MeV 1 MeV El penetrar energía Bajo (0.05 milímetros tejido del cuerpo) Moderate (4 milímetros tejido del cuerpo) Muy arriba (penetra cuerpo fácilmente) El blindar Papel, arropando Hoja de metal Plomo, concreto (protectores incompletos) * (1 MeV = 1.60 x 1013 J)

31 Reacciones nucleares Demostración nuclear de las ecuaciones cómo los átomos decaen. Similar a las ecuaciones químicas. - debe todavía balancear la masa y cargar. Diferenciar de ecuaciones químicas porque Química nuclear - una introducción por Anthony Carpi, Ph.D. Las reacciones químicas tradicionales ocurren como resultado de la interacción entre los electrones de la valencia alrededor de un núcleo de átomo. En 1896, Enrique Becquerel amplió el campo de la química para incluir cambios nucleares cuando él descubrió que el uranio emitió la radiación. Pronto después del descubrimiento de Becquerel, el curie de Marie Sklodowska comenzó a estudiar radiactividad y terminó mucho del trabajo pionero sobre cambios nucleares. El curie encontró que la radiación era proporcional a la cantidad de presente del elemento radiactivo, y ella propuso que la radiación fuera una característica de átomos (en comparación con una característica química de un compuesto). Marie Curie era la primera mujer para ganar a un Premio Nobel Y a la primera persona para ganar dos (la primera, compartido con su marido Pedro y Becquerel para descubrir radiactividad; el segundo para descubrir el radio y el polonio de los elementos radiactivos). Radiación y reacciones nucleares En 1902, Frederick Soddy propuso la teoría que la “radiactividad es el resultado de un cambio natural de un isótopo de un elemento en un isótopo de un diverso elemento.” Las reacciones nucleares implican cambios en partículas en un núcleo de átomo y causan así un cambio en el átomo sí mismo. Todos los elementos más pesados que radiactividad (Bi) natural del objeto expuesto del bismuto (y algún alumbrador) y pueden “decaer así” en elementos más ligeros. Desemejante de las reacciones químicas normales que forman las moléculas, las reacciones nucleares dan lugar a la transmutación de un elemento en un diverso isótopo o de un diverso elemento en conjunto (recordar que el número de protones en un átomo define el elemento, así que un cambio en protones da lugar a un cambio en el átomo). Hay tres tipos comunes de radiación y de cambios nucleares: La radiación alfa (α) es la emisión de una partícula alfa de un núcleo de átomo. Una partícula del α contiene dos protones y dos neutrones (y es similar a él núcleo: ). Cuando un átomo emite una partícula, la masa atómica del átomo disminuirá por cuatro unidades (porque se pierden dos protones y dos neutrones) y el número atómico (z) disminuirá por dos unidades. Se dice el elemento “se convierte” en otro elemento que sea dos unidades de Z más pequeñas. Un ejemplo del una transmutación ocurre cuando el uranio decae en el torio del elemento (Th) emitiendo una partícula alfa, según lo representado en la ecuación siguiente: (Nota: en química nuclear, los símbolos del elemento son precedidos tradicionalmente por su peso atómico (superior izquierdo) y el número atómico (un izquierdo más bajo). La radiación beta (β) es la transmutación de un neutrón en un protón y un electrón (seguidos por la emisión del electrón del núcleo de átomo: ). Cuando un átomo emite una partícula β, la masa del átomo no cambiará (puesto que no hay cambio en el número total de partículas nucleares), no obstante el número atómico aumentará en uno (porque el neutrón transmutated en un protón adicional). Un ejemplo de esto es el decaimiento del isótopo del carbono-14 nombrado carbón en el nitrógeno del elemento: La radiación gamma (γ) implica la emisión de la energía electromágnetica (similar a la energía ligera) de un núcleo de átomo. No se emite ningunas partículas durante la radiación gamma, y la radiación gamma no hace así sí mismo causa el la transmutación de átomos, no obstante la radiación γ se emite a menudo durante, y simultáneo a, del α o del decaimiento radiactivo β. Las radiografías, emitidas durante el decaimiento beta de cobalt-60, son un ejemplo común de la radiación gamma. - podemos cambiar los elementos. … transmutación - el tipo de isótopo es importante.

32 Dan un paciente el yodo radiactivo a la función de la tiroides de la prueba.
¿Qué sucede al yodo? I 131 53 Xe 54 b- -1 + g Tiroides glándula ¿Se balancea esta ecuación? Usted debe ver si la masa y la carga son iguales en ambos lados.   53 protones 54 protones   78 neutrones 77 neutrones 131 masa total de la masa total 131 Masa   +53, protones +54, protones         -1 carga del b-   +53 carga total de la carga +53 totales Carga Sí - ha balanceado

33 Descubrimiento del neutrón
+ + Chadwick se acredita con el descubrimiento del neutrón como resultado de este experimento de la transmutación. James beryllium-9 bombardeados Chadwick con las partículas alfa, los átomos carbon-12 fueron formados, y los neutrones fueron emitidos. Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la 3ro edición de la materia, página 764

34 Nuevo isótopo radiactivo
= neutrones = protones + 4 2 Él 10 5 B 13 7 N 1 n bombardeo partícula estable isótopo nuevo radiactivo isótopo neutrón Timberlake, química 7th Edición, página 92

35 Decaimiento alfa isótopo radiactivo 4 2 Él radiación nuevo isótopo 92
partícula alfa isótopo radiactivo  4  2 Él radiación nuevo isótopo 238   92 U Decaimiento alfa Los núcleos con los números totales mayor de 200 experimentan el decaimiento alfa, que da lugar a la emisión de un núcleo helium-4 como partícula del , 4 El núclido de hija contiene dos pocos protones y dos pocos neutrones que el padre, así el  - la emisión de partícula produce un núcleo de la hija con un número total A que sea más bajo por 4 y una carga nuclear Z que sea más baja por 2 que el núcleo del padre AX             A-4X ′ +    4 αparticle de la hija del padre neutrón protón 234   90 Th Timberlake, química 7th Edición, página 87

36 Circuito de medición en compartimiento de la detección
Terminal tornillo Referencia compartimiento Radiactivo fuente Detección cubierta del compartimiento Control unidad o procesador Plástico cubierta Contacto Alarma indicador Placas de metal Compartimiento de ionización Pantalla Alfa Partículas Fuente del americio + a BATERÍA - Circuito de medición en compartimiento de la detección material + - Alto actual valor Ionizado partículas Radiactivo Aire limpio Actual 1 2 + Bajo actual valor Humo a las partículas Radiactivo 1 2 - material atado Los detectores de humos detectan los primeros tiempos del fuego y suenan una advertencia de modo que los inquilinos de un edificio puedan escaparse con seguridad. Detectan humo y a veces calor de una variedad de maneras, en este caso usando un compartimiento de la detección llenado de aire ionizado. Los rayos de una fuente radiactiva ionizan los átomos del aire en el compartimiento. Las partículas cargadas llevan la corriente entre las chapas superiores y fondas del compartimiento de la detección, que actúan como electrodos. El humo que incorpora el compartimiento atrae las partículas cargadas para reducir la cantidad de paso actual entre los electrodos (demostrado en la derecha). Cuando una gota en corriente se registra, un mensaje se envía a la unidad de control, que activa la alarma. Detectores de humos de la ionización Un detector de humos de la ionización tiene dos partes fundamentales: el compartimiento de ionización, y una fuente de radiación. Esta fuente de radiación consiste en una concentración muy minuciosa de Americium-241, que producen partículas alfa. El compartimiento de ionización contiene dos placas: una placa - cargado, y la otra está positivamente - se carga negativamente. Las partículas alfa creadas por el Americium-241 se mueven a una velocidad muy elevada y topan en las moléculas del oxígeno y del nitrógeno dentro del compartimiento de ionización. La fuerza ejercida por esta colisión hace electrones caer apagado de cada molécula, creando un ion. El now positivamente - los iones cargados se atraen a negativamente - placa cargada mientras que los electrones atraídos positivamente - a la placa cargada. Esta atracción causa una corriente eléctrica constante dentro del compartimiento sí mismo. Cuando el humo viaja en el compartimiento, su fijación de las partículas a las moléculas ionizadas para neutralizarlas y para tirar de ellas lejos de la placa. Esto interrumpe la corriente eléctrica y acciona la alarma. El compartimiento del ion también contiene una pequeña cantidad del elemento sintético, americium Este elemento produce partículas alfa. Las partículas alfa tienen una carga positiva, que atrae electrones de los gases en el aire dentro del compartimiento. Esto hace algunas partículas del gas ionizarse, o cargarse. El aire ionizado es un buen conductor de la electricidad. Los circuitos eléctricos aplican un voltaje entre las paredes del compartimiento y el pedazo del metal. Estos circuitos miden constantemente la corriente que atraviesa el aire. Partículas del humo que incorporan el compartimiento interactivo con algunas de las partículas alfa. Esta interacción redujo el número de iones dentro del compartimiento. Con pocos iones, se reduce la corriente eléctrica. Los circuitos electrónicos detectan este cambio en actual y suenan la alarma. 1. Las partículas alfa no duran un rato largo. ¿Por qué? (Pensar de qué sucede cuando las partículas alfa atraen electrones.) 2. Algunos elementos producen partículas beta en vez de partículas alfa. Una partícula beta es un electrón de alta velocidad. ¿Un detector de humos trabajaría si las partículas beta substituyeron partículas alfa? Explicar. 3. ¿Por qué es importante substituir periódico los detectores de humos? Química de la página 321 por los derechos reservados 2007 del ISBN del globo del AGS de Packard, de Jacobs y de Marshall Pearson

37 Decaimiento beta radiactivo isótopo de carbono 0 e radiación
partícula beta  0 -1 e radiación nuevo isótopo 14  6 C Decaimiento beta Los núcleos que contienen demasiados neutrones experimentan el decaimiento beta, en el cual un neutrón se convierte a un protón y a un electrón de gran energía que se expulse del núcleo como partícula del  n p +             0β  el protón inestable del neutrón conservó la partícula beta emitida              en núcleo por el núcleo por el núcleo El decaimiento beta no cambia el número total del núcleo sino de resultados en un aumento de +1 en el número atómico debido a la adición de un protón en el núcleo de la hija; el decaimiento beta disminuye el cociente del neutrón-a-protón, moviendo el núcleo hacia la venda de núcleos estables AX                    A  X ′ +       0β       partícula de la hija  padre neutrón 14  7 N protón Timberlake, química 7th Edición, página 90