Reacciones nucleares
En los comienzos de 1896 en el público se despertó gran
asombro por el hallazgo reportado por Roentgen : una
nueva forma de energía, capaz de atravesar no sólo la
carne humana, sino hasta las paredes. Nacían los rayos X
Inspirado en este descubrimiento, Henri Becquerel, físico y
académico como su padre y su abuelo, y, como ellos,
profesor en el Museo de Historia Natural, comunicó haber
encontrado unos rayos penetrantes similares, pero
emitidos por sales de uranio.
Eligió como material para sus experiencias el sulfato de uranilo y
potasio que había velado las placas fotográficas por él preparadas.
Llegó a la conclusión que esta propiedad provenía en realidad del
Uranio.
El anuncio del descubrimiento de la radiactividad, a diferencia
del de los rayos X, pasó totalmente desapercibido, no sólo para
el público, sino también para la comunidad científica.
Este hallazgo fue confirmado por Marie Sklodowska Curie.
Al investigar si en la naturaleza existen otros elementos también dotados de la
propiedad de emitir lo que ella denominó "los rayos de Becquerel", descubrió
dicha propiedad en el Torio.
.
Becquerel y los esposos Curie recibieron el premio Nobel de Física en
1903 por sus descubrimientos de la “radiactividad” como característica
de estos elementos, entre otros como el Polonio y el Radio
Primeras aplicaciones de la radiactividad
Entre 1920 y 1930, William
J.A. Bailey fue
enriqueciéndose gracias a su
patente de una medicina que
contenía radio.
Bailey creó un medicamento,
el Radithor, que no era más
que radio disuelto en agua
destilada, y que se
anunciaba como un remedio
científico para curar todos
los males.
Radiactividad natural



Es un proceso espontáneo que sufren los núcleos de ciertos
átomos por el cual desprenden partículas materiales y
simultáneamente liberan energía.
A estas especies se los denomina núclidos radiactivos.
En la tabla periódica encontramos que los elementos de Z > 83
son radiactivos, es decir, que todos sus isótopos lo son.
La palabra “isótopo” proviene del vocablo “iso” que significa
“igual” y de “topo” que significa “suelo, tierra”.
La etimología hace alusión a que los isótopos poseen el mismo
(“iso”) número atómico (Z) o cantidad de protones, que es la
“base” o “piso” (suelo) para que el elemento químico sea el
mismo y no varíe en cuanto a su principal cualidad que es el
núcleo.
Tipos de radiaciones nucleares

Existen tres tipos de emisiones
Las partículas alfa son partículas formadas por 2 p y 2 n (núcleos de
helio, 4He2+), que son despedidos a alta velocidad. Como son
partículas muy pesadas tienen poco poder de penetración y pueden
ser detenidas por la piel o por la ropa
Tipos de radiaciones nucleares




Las partículas beta tienen una carga eléctrica y una masa iguales a
las del electrón. Las partículas beta son electrones expulsados a
gran velocidad (cercana a la de la luz) de algunos núcleos
radiactivos, más penetrantes que las partículas alfa.
Los rayos gamma son radiación electromagnética. Penetran más
profundamente que las emisiones alfa o beta. Pueden causar grave
daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar
equipos médicos y alimentos.
Al emitirse las radiaciones alfa y beta se originan transmutaciones.
Las familias radiactivas naturales se originan por la sucesión de
reacciones nucleares. Finalizan en un isótopo estable.
Series radiactivas




Algunos núcleos de ciertos elementos pueden emitir partículas
cargadas, por lo que su carga eléctrica total cambia, es decir se
transforman en núcleos de otros elementos químicos. Esto es
lo que sucede con el radio, pero existen en la naturaleza otros
elementos radiactivos, como el torio, el uranio, el potasio o el
carbono.
A diferencia de lo que se creía antes de las observaciones de
Becquerel, no toda la materia es estable.
Cuando un núcleo se va desintegrando, emite radiación y da lugar a
otro núcleo distinto también radiactivo, que emite nuevas
radiaciones.
El proceso continuará hasta que aparezca un núcleo estable, no
radiactivo. Todos los núcleos que proceden del inicial (núcleo padre)
forman una serie o cadena radiactiva
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
Z
X
A-4
Z-2
4
226
222
2
88
86
Y + He
Ra
4
Rn + He
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
Z
X
A
Z+1
0
214
-1
83
Y+ e
Bi
214
84
0
Po + e
-1
Un ejemplo
Periodo de semidesintegración: tiempo que debe transcurrir
para que el número de núcleos de una muestra se reduzca a la
mitad.
Vida media: tiempo que, por término medio, tardará un núcleo
en desintegrarse
La vida media de los núclidos es muy diferente, desde 1,17
minutos (Protactinio-234) hasta 4,47 billones de años
(Uranio-238)
Más ejemplos
Periodos de semidesintegración radiactivos
Nucleido
Periodo de
semidesintegración
Tritio
12,3 años
Carbono 14
5,73 x 10 3 años
Carbono 15
2,4 s
Potasio 40
1,26 x 10 9 años
Cobalto 60
5,26 años
Estroncio 90
28,1 años
Yodo 131
8,05 días
Radio 226
1,60 x 10 3 años
Uranio 235
7,1 x 10 8 años
Exposición radiactiva
Más de 100.000 partículas
de rayos cósmicos nos
atraviesan cada hora
Respiras átomos
radiactivos.
Cerca de 30.000
radiaciones
tienen lugar en
los pulmones
En la comida también existen
átomos radiactivos. Cerca de 15
millones de átomos de potasio se
desintegran cada hora dentro
nuestro
La dosis máxima de exposición a
las radiaciones está entre 0,5
rem (población en general) y 5
rem (para personas con
exposición profesional)
La radiactividad natural de la Tierra y de
los materiales de construcción te envía
200 millones de rayos gamma cada hora.
Exposición radiactiva
Televisión
40 mrem/año
Esfera del reloj
2 mrem/año
Materiales terrestres
Rayos
cósmicos
1 mrem/año
Central nuclear
Rayos X de uso médico
RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
En enero de 1934, Irène Curie Y Frédéric Joliot
descubren la radiactividad artificial
27
4
30
1
13
2
15
0
Al + He
P+ n
Bombardeando una
lámina de aluminio 27 con
partículas  observan la
creación de un nuevo isótopo
radiactivo, o radioisótopo, el
fósforo 30.
Por este descubrimiento recibieron el
Premio Nobel de Química en 1935
Reacción
en
cadena
Algunos usos de los radioisótopos
•Agropecuarios
•Biológicos
•Análisis de materiales
•Aplicaciones industriales
La datación por carbono-14 se basa en la
desintegración de este isótopo (periodo de
semidesintegración, 5730 años). Permite conocer la
edad de fósiles como el hombre de hielo
Radiosótopos
Diferencias entre las
reacciones químicas y las reacciones nucleares
No se generan
nuevos elementos durante estas
reacciones.
En general sólo participan los
electrones del último nivel.


Se liberan o se absorben
cantidades de energía
relativamente pequeñas.

La velocidad de reacción
depende de factores tales como
la temperatura, la concentación,
la presión y los catalizadores.

Los elementos pueden
transformarse en otros durante
estas reacciones.
Participan partículas del interior
del núcleo.
Se liberan o se absorben grandes
cantidades de energía.
La velocidad de la reacción no
depende de factores externos.
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