El bombardeo de aluminio-27 por las partículas alfa produce fósforo-30
y una otra partícula. Escribe la ecuación nuclear e identifica la otra partícula.
27
13
Al
+
a
Él
2
4
30
15
P
+
1
0
n
Se puede producir el plutonio-239 por bombardear el uranio-238 con las partículas alf
Cuántos neutrones serán producidos como subproducto de cada reacción. Escribe
la ecuación nuclear para esta reacción.
238
92
U
+
4
2
Él
239
94
1
PU 4?0 n
+ ¿
Isótopos inestables
y
+
o
núcleo
emocionado
Kelter, Carr, Scott, química un mundo de las opciones 1999, página 439
núcleo
estable
Energía
Partículas
Radiación
Núcleo inestable
Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 620
U-235 fisionable
Proceso de la fisión
Núcleo
Neutrón
Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 620
Dos neutrones
de la fisión
Etapas de la fisión
Primera fase: 1 fisión
Kelter, Carr, Scott, química un mundo de las opciones 1999, página 454
segunda fase: 2 fisiones
tercera etapa : 4 fisiones
Centrales nucleares
mapa: Instituto de la energía nuclear
Fuentes de energía en los Estados
Unidos
100
91
por ciento
80
71
70
60
50
40
40
20
58
50
21
9
26
20
5
10
3
21
26
16
10
0
1850
Madera
1900
Carbón
Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 307
1940
el an o 80
Petróleo/gas natural
1990
2005
Hidráulico y nuclear
Fuentes de energía en los Estados
Unidos
100
91
por ciento
80
60
50
40
20
19 19
9
7
3
3
0
2005
1850
Carbón
Petróleo
Nuclear
Hidroeléctrico
gas natural
Reanudable
(biomasa, geotérmica, solar, viento)
Fuente: La administración de la información de la energía de los E.E.U.U. (producción eléctrica 2005)
Central eléctrica del carbón
© de los derechos reservados Pearson 2007 Benjamin Cummings. Todos los derechos reservados.
Central nuclear
Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 621
Núcleo del reactor
refrigerante caliente
Palancas de mando de
sustancia de
absorción de neutrón
Uranio en cilindros de
combustible
refrigerante entrante
Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 622
Central nuclear
Producción de calor
Producción de electricidad
© de los derechos reservados Pearson 2006 Benjamin Cummings. Todos los derechos reservados.
Canto de los trabajadores radiactivos
No tenemos miedo del rayo alfa.
¡Una hoja de papel lo mantendrá ausente!
Un rayo beta necesita mucho más cuidado,
Coloque las hojas del metal aquí y allí.
Y en cuanto al rayo gama de gran alcance
(Tenga mucho cuidado a lo que decimos)
A menos que usted desee pasar semanas en cama
¡Escóndase de las losas gruesas de plomo!
los neutrones rápidos pasan a través de todo.
Las losas de la cera se quitan su picadura repugnante.
Éstos los retrasan, e incluso un imbécil
Sabe que pueden ser absorbidos por el boro.
Recuerde, recuerde todo lo que hemos dicho,
Porque no es ningún uso que recuerde cuando esté muerto.
Dentro de una central nuclear.
Eje
Eliminación de
residuos
nucleares
depósitos a la
superficie
Aquifier
Río
capa de la roca Interbed
formación de roca
huésped
Depósito
paquete de
residuo
capa de la roca
Interbed
Aquifier
Roca de fondo
Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 626
Forma de
residuo
Vida Media
20 g
10 g
5g
Comienzo
Después de
1 vida media
Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la 3ro edición de la materia, página 757
Después de
2 vidas medias
2.5 g
después de
3 vidas medias
emisiones b
131
I
89.9%
7.3%
131
53
54
Vida Media
emisiones g
131
Xe
54
0.500 magnesios
131
magnesio 1.00
131
53
I
54
0.750 magnesios
Xe
0.875 magnesios
0.500 magnesios
131
53
0.00 días
I
0.250 magnesios
8.02 días
131
I
53
Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la 3ro edición de la materia, página 757
0.125 magnesios
24.06 días
16.04 días
131
Xe
54
+
b
-1
0
Xe*
+
g
Vida Media de la Radiación
Radioisótopo restante (%)
Cantidad inicial
del radioisótopo
100
Después de 1 vida media
Después de 2 vidas medias
50
Después de 3 vidas medias
tel 1/2
25
tel
12.5
1/2
tel 1/2
01234
Número de vidas medias
Diagrama de la vida media
Cantidad de yodo-131 (g)
20
La vida media de yodo-131 es 8 días
15
1 vida media
10
2 vidas medias
5
3 vidas medias
4 vidas medias
etc…
0
0
8
16
24
32
Tiempo (días)
Timberlake, química 7th Edición, página 104
40
48
56
Vida Media de isótopos
Vida media y radiación de algunos radioisótopos naturales
Isótopo vida media
radiación emitida
carbono-14
5.73 x 103 años
b
Potasio-40
1.25 x 109 años
g del, del b
Radón-222
3.8 días
a
Radio-226
1.6 x 103 años
g del, del a
Torio-230
7.54 x 104 años
g del, del a
Torio-234
24.1 días
g del, del b
Uranio-235
7.0 x 108 años
g del, del a
Uranio-238
4.46 x 109 años
a
Vida media (t/ ½)
1
2
1/
4
1/
8
1/
16
– El tiempo necesario para que la mitad
de los átomos de un núclido radiactivo
decaigan.
– Vida media más corta = menos estable.
1/1
Argón
Calcio
Cociente de los átomos restantes de Potasio-40
a los átomos originales de Potasio-40
roca recién formada
Potasio
el 1/2
1/4
1/8
1/16
0
0
1 vida media
1.3
2 vidas medias
2.6
3 vidas medias
3.9
Tiempo (mil millones de años)
4 vidas medias
5.2
Vida Media (t½)
Potasio
Argón
Calcio
Cociente de los átomos restantes Potassium-40
a los átomos originales Potassium-40
– El tiempo necesario para que la mitad
de los átomos de un núclido radiactivo
decaigan.
– Vida media más corta = menos estable.
1/1
Recién formado
roca
el 1/2
1/4
1/8
1/16
0
0
1 período
1.3
2 períodos
2.6
3 períodos
3.9
Tiempo (mil millones de años)
4 períodos
5.2
¿Cuánto queda?
Después de una vida media – 1/2 de los átomos originales qudean.
Después de dos vidas medias , ½ x1 4½ = 1/(22) = de los átomos originales quedan.
Después de tres vidas medias , ½ del ½1 8x del ½ x = 1 (23) = de los átomos originales
Después cuatro vida media , ½ x ½ x ½ x ½1 16
= 1/(24) = de los átomos originales qude
Después cinco vidas medias , ½ x ½ x ½ x ½ x1 ½
32 = 1/(25) = de los átomos originales
1 = 1/(26) = de los átomos originale
Después seis vidas medias, ½ x ½ x ½ x ½ x ½ x ½
64
Acumulación
1
de isótopos
2
“hija”
1
4
1
isótopos
8
sobrevivientes
“padre”
Principio
1
16
1
32
1
64
1
128
1 vida media 2 vidas medias
3 vidas medias 4 vidas medias5 vidas medias 6 vidas medias 7 vidas medias
1. Un pequeño pedazo de
2. Quemar crea el gas de
fósil se quema adentro dióxido de carbon abarcado de isótopos de carbono-12
de un horno especial. e isótopos de carbono-14.
Nitrógeno
Isótopo
Estable C-12
Decaimiento
Del Isótopo C-14
3. Como el carbónoElectrón
14 decae en
Nitrógeno-14,
emite un electrón.
4. Un contador de radiación anota
el número de los electrones
emitidos.
Nota: no es escala correct.
FUENTE: Colaboración para la educación PERRY/Unión-Tribuna MATES del NDT
El núclido de yodo-131 tiene una vida media de 8 días. Si originalmente tienes u
la muestra de 625-g, ¿ después de 2 meses tendrás aproximadamente cuánto?
a.
b.
c.
d.
e.
40 g
20 g
10 g
5g
menos de 1 g
N = No(1/2)n
N = cantidad restante
No = cantidad original
n = # de vidas medias
N = (625 g) (1/2)7.5
N = 3.45 g
Tabla de los datos: Decaimiento de vida m
Cantidad
Tiempo
625 g
312 g
156 g
78 g
39 g
20 g
10 g
5g
2.5 g
g 1.25
0d
8d
16 d
24 d
32 d
40 d
48 d
56 d
64 d
72 d
# de vidas medias
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Asume 30 días = 1 mes
60 días
8 días
= 7.5 vidas medias
Dado que la vida media del carbono-14 es 5730 años,
considera una muestra de madera fosilizada que, cuando está
viva, habría contenido 24 g de carbono-14. Ahora contiene 1.5 g
del carbono-14.
¿Cuánto tiempo tiene la muestra?
Tabla de los datos: Decaimiento de la vida
ln =N- k t
No
ln 2
tel 1/2 = 0.693
k
5730 y =
Cantidad
24 g
12 g
6g
3g
1.5 g
Tiempo
# de vidas medias
0a
5.730 a
11.460 a
17.190 a
22.920 a
0
1
2
3
4
0.693
k
k = 1.209 x 10-4
g
-4) t
ln 1.5
= - (1.209x10
24 g
t = 22.933 años
Cálculos de práctica de la
vida media
• La vida media del carbono-14 es 5730 años. ¿Si una muestra
contuvo originalmente 3.36 g de C-14, cuánto está presente
0.21 g C-14
después de 22.920 años?
• Oro-191 tiene una vida media de 12.4 horas. Después de un día y
13.2 horas, 10.6g de oro-19 queda en una muestra. ¿Cuánto oro84.8 g Au-191
191 estaba presente originalmente en la muestra?
• Hay 3.29 g de yodo-126 que quedan en una muestra que contuvo
originalmente 26.3 g de yodo-126. La vida media de yodo-126 es
39 días de viejo
13 días. ¿Cuánto tiempo tiene la muestra?
• Una muestra que contuvo originalmente 2.5 g de rubidio-87 ahora
contiene 1.25g. La vida media de rubidio-87 es 6 x 1010 años.
x 10sí10oaños
¿Cuánto tiempo tiene la muestra? ¿ Es posible? ¿Por 6qué
por
qué no?
(60.000.000.000 mil millones de años
¿Cuántos años tiene la Tierra???
Demostración: Intenta cortar una cuerda por la mitad siete veces (si comienza la
La vida media del carbono-14 es 5730 años. Si una muestra contuvo originalmente
3.36 g de C-14, ¿cuánto está presente después de 22.920 años?
Tabla de los datos: Decaimiento dla vida m
tel 1/2 = 5730 años
n=
Cantidad
22.920 años
5.730 años
Tiempo
# de vidas medias
3.36 g
0a
g 1.68 5.730 a
0.84 g 11.460 a
0.42 g 17.190 a
0.21 g 22.920 a
0
1
2
3
4
n = 4 vidas medias
(# de las vidas medias) (vida media) = edad de la muestra
(4 vidas medias) (5730 años) = edad de la muestra
22.920 años
Decaimiento radiactivo de
uranio
238
234
Número de masa
230
226
222
218
a
4.5 x 109 a
24 d
1.2 m
Th-234
2.5 x 105 a
b
8.0 x 104 a
y 1600
3.8 d
3.0 m
27 m
160 ms
5.0 d
138 d
estable
214
a
Th-230
Ra-226
a
a
Po-218
a
b
210
Pb-210
206
Pb-206
b
82
Pa-234 b U-234
Rn-222
Pb-214
81
a
U-238
Bi-214
b
Po-214
a
Bi-210
b
Po-210
a
83
84
85
86
87
Número atómico
88
89
90
91
92
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Estabilidad
Nuclear
Neutrones (n)
El decaimiento
ocurrirá tal como un
núcleo vuelve a la
banda (línea) de
estabilidad.
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Protones (z)
© de los derechos reservados Pearson 2007 Benjamin Cummings. Todos los derechos reservados.
160
150
140
130
120
110
100
Banda de
Estabilidad
90
Número de neutrones
80
70
n=p
60
50
40
30
20
10
0
Núclidos estables
Núclidos radiactivos naturales
Otros núclidos conocidos
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Número de protones
140
209
130
BI
decaimiento a
83 
N
 1.52 

Z


120
184
110
W
 N 74 
 1.49 

Z

100
Neutrones (n)
90
decaimiento b
80
107
70
AG
 N 47

 1.28 

Z

60
50
56
40
N

1

Z

FE
26
N

 1.15 

Z


30
emisión de positrón y/o
captura de electrón
20
20
10
Ne
 N 10

 1.0 

Z


0
10
20
30
40
50
60
Protones (z)
70
80
90
140
209
BI
130
decaimiento a
83
N

 1.52 

Z

120
184
W
74
110
N

 1.49 

Z

Estabilidad
Nuclear
100
90
El decaimiento
ocurrirá tal como
un núcleo vuelve
a la banda (línea)
de estabilidad.
Neutrones (n)
decaimiento b
80
107
AG
47
70
N

 1.28 

Z

60
50
N

1

Z

56
FE
40
26
N

 1.15 

Z

30
emisión de positrón y/o
captura de electrón
20
20
Ne
10
10
N

 1.0 

Z

0
10
20
30
40
50
Protones (z)
60
70
80
90
Vidas medias de algunos isótopos del
carbón
núclido
Carbono-9
Carbono-10
Carbono-11
Carbono-12
Carbono-13
Carbono-14
Carbono-15
Carbono-16
Vida media
0.127 s
19.3 s
10.3 m
Estable
Estable
5715 a
2.45 s
0.75 s
Ampliación de parte de la banda de la estabilidad
alrededor del neón
23
10
23
10
N e traslada a la banda de
estabilidad por decaimiento beta.
23
10
19
10
Ne 
0
-1 b
por la emisión de positrón. La captura
19
de electrón también se movería
9F
19
F
en la banda de la estabilidad.
9
Ne 
0
1b
22
10
Ne
23
11 Na

N e traslada a la banda de estabilidad
19
10
Ne

Umland y Bellama, química general 2nd Edición, página 773
21
10
Ne
20
10
Ne
19
10
Ne
19
9F
23
11
Na
Número de protones
Efectos de emisiones radiactivas
en el protón y los neutrones
4
He
Pérdida de
2
0
e
Pérdida -de
1
0 o
Pérdida de
e
1
captura de electrón
Número de protones
Decaimiento nuclear
“absorción”, “bombardeo” vs. la “producción”, “emisión”
223
88
4
2
a
2+
87
37
4
2
Ra
14
7
+
a
2+
17
8
N
0
-1 b
Rb
219
86
+
O +
87
38
+
Gamma
4
2
a
2+
2
1
Rn
1
1
H
Senior
beta
protón0
-1 b
1
0
n
H
2
1
+
H
14
6
+
3
1
2
1
4
2
H
4
2
H
0
-1 b
C
+
alfa
0
+1
b
Él
+
Él
17
7
N
positrón
neutrón
1
1
H
1+
0
0
g
1
0
n
Unidades usadas en la medida
de la radiactividad
Unidades
Medidas
Curie (c)
decaimiento radiactivo
Becquerel (Bq)
decaimiento radiactivo
Roentgens (r)
exposición a la radiación ionizante
Rad (rad)
absorción de energía causada por la radiación ionizante
Rem (rem)
efecto biológico de la dosis absorbida en seres humanos
Efectos de la dosis instantánea de la
radiación de Cuerpo-Total en la gente
Dosis, SV (rem)
>10 (1000)
7.5 (750)
1.5 - 7.5 (150 - 750)
< 0.5 (50)
efecto
Alexander Litvinenko
Muerte dentro de 24 h de la destrucción del sistema neu
Muerte dentro de 4 a 30 d de la hemorragia gastrointestin
Cuidado intensivo de hospital requerido para sobrevivir.
extremo más alto de la gama, la muerte a través de la inf
como resultado de la destrucción de los órganos que form
ocurre generalmente 4 a 8 semanas después del acciden
Los que sobreviven este período se recuperan generalm
Únido efecto probado es la disminución de la cuenta de g
La intensidad de la radiación es
proporcional a 1/d2, en lo cual d es
la distancia de la fuente.
Emisión alfa, beta, positrón
Ejemplos de los procesos del decaimiento nuclear
emisión b
(beta)
emisión a
(alfa)
U
92
238
He 
2
4
Th 
90
4
Ra 
88
4
230
226
234
90
Th
He 
2
226
He 
2
222
Ra
88
Rn
86
Mg 
12
e 
-1
27
0
emisión b
(positrón)
27
Al
13
O 
8
e 
1
14
0
S
16
e 
-1
35
Cl
17
Cl 
17
e 
1
K 
19
e 
-1
40
14
O 
8
e 
1
35
40
0
0
Ca
20
32
0
0
14
7
32
16
14
7
N
S
N
Aunque la emisión beta implique electrones, esos electrones vienen del núcleo. Dentro del núcleo,
un neutrón decae en un protón y un electrón. El electrón se emite, dejando un protón para
substituir por el neutrón, así transformando el elemento. (También se produce y se emite un neutrino en el proceso.)
Herron, Frank, Sarquis, Sarquis, Schrader, Kulka, química, brezo que publica, 1996, página 275
Reacciones nucleares
Primer reconocimiento de una transmutación natural de un elemento (Rutherford y So
226
88
Ra 
4
2
α 
222
86
Rn
Primera transmutación artificial de un elemento (Rutherford, 1919)
14
7
N 
4
2
a 
? 
17
¿O
8
1
1
p
Descubrimiento del neutrón (Chadwick, 1932)
9
4
Be 
4
2
a 
12
6
C 
1
?
¿n
0
Descubrimiento de la fisión nuclear (Otto Hahn y Fritz Strassman, 1939)
235
92
U 
Bailar, química, página 361
1
0
n 
141
56
Ba 
92
36
Kr  3 0 n
1
Preparación de elementos transuránicos
Número
Atómico
Año
Nombre Símbolo Descubiert
o
93 neptunio NP 1940
Reacción
238
92
PU 1940 del plutonio 94
95 americio 1944
96 curio cm 1945
97 berkelio Bk 1949
98 Cf 1950 del californio
U  0n 
1
239
U  1H 
92
238
2
Np 
93
Np 
1
1
-1
e
Am 
95
4
243
Cm  2 He 
96
245
242
4
4
0
-1
e
Cm  0 n
96
242
Am  2 He 
95
241
Rafael A. quema, los fundamentales de la química 1999, página 553
0
240
Pu  2 He 
94
239
e
Np  2 0 n
93
238
Pu  0 n 
94
-1
238
Pu 
94
238
239
93
0
1
Bk  2 0 n
97
1
Cf  0 n
98
1
Preparación de elementos transuránicos
Número
Atómico
Año
Nombre Símbolo Descubiert
o
93 neptunio NP 1940
Reacción
238
92
PU 1940 del plutonio 94
95 americio 1944
96 curio cm 1945
97 berkelio Bk 1949
98 Cf 1950 del californio
U  0n 
1
239
U  1H 
92
238
2
Np 
93
Np 
1
1
-1
e
Am 
95
4
243
Cm  2 He 
96
245
242
4
4
0
-1
e
Cm  0 n
96
242
Am  2 He 
95
241
Rafael A. quema, los fundamentales de la química 1999, página 553
0
240
Pu  2 He 
94
239
e
Np  2 0 n
93
238
Pu  0 n 
94
-1
238
Pu 
94
238
239
93
0
1
Bk  2 0 n
97
1
Cf  0 n
98
1
Elementos transuránicos
adicionales
99
einsteinio
Es
1952
100
fermio Fm
1952
Md 1955
del mendelevio 101
102
nobelio NOTA 1958
103
Lawrencium
LR
1961
104
Rutherfordium Rf 1964
DB 1970
de 105 Dubnium
Sg 1974
de 106 Seaborgium
107
Bohrium
BH
1981
108
Hassium
Hs
1984
109
Meitnerium
Mt
1988
110
Darmstadtium
Ds 1994
111
Unununium Uun 1994
112
Ununbium Uub 1996
114
Uuq
1999 (Rusia)
116
2002 (Rusia)
118
2006
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