Vida media (t1/2) de los elementos
radiactivos
• Tiempo que
tarda en
desintegrarse
la mitad de
los átomos
de cualquier
sustancia
radiactiva.
¿Cómo será la velocidad de estos procesos?
t½ para 99Mo
t ½ para 238U
Ecuación de relación t ½
 No  0,693 x t
ln 

t1
 N 
2
Donde:
• t ½ : es el tiempo de vida media
• No : cantidad inicial de muestra
• N : cantidad que permanece a
tiempo t
• t: tiempo transcurrido
• 0,693: es logaritmo natural de 0,5
¿De dónde apareció el 206Pb?
Velocidad de desintegración
radiactiva
• Ley de velocidad (v) para el decaimiento
radiactivo:
V = K*N
Donde:
K es la constante de velocidad de primer
orden.
N es el numero de núcleos radiactivos
presentes en el tiempo t.
Para determinar K:
• ln N = -Kt
N0
donde:
N0 es el numero de núcleos radiactivos iniciales.
t es el tiempo.
La vida media para una reacción de este tipo, esta
determinada por:
t1/2 = 0,693
K
Series radiactivas y vida media
1-El polonio-214 es radiactivo y se
desintegra emitiendo una partícula alfa. El
núcleo obtenido es radiactivo y se
desintegra a su vez, repitiéndose el
proceso varias veces hasta llegar a ser un
núcleo estable. Sabiendo que a partir del
Po-214 se han emitido sucesivamente las
siguientes partículas: α, β-, β-, β-, α y β-,
¿Cuál es el núcleo final estable? Dato:
Utiliza la tabla periódica.
2-Determine el numero atómico (Z) y el
numero masivo (A) del isótopo que
resultara después de que el U-238 emita
tres partículas α y dos β negativas.
Usando la tabla periódica indica a que
elemento corresponde.
• En los huesos de un gato desenterrado en
Egipto, se han encontrado 0,125g de
carbono-14. Si se tiene en cuenta el
tiempo de vida media del carbono-14
(5.730 años), y se estima que la masa
inicial de carbono-14 era de 0,5g, ¿Cuál
es la antigüedad del fósil? Interpreta tus
resultados en un grafico de masa de C-14
versus tiempo.
Ejemplo:
• Una muestra de radòn sufre inicialmente 7 x
104 desintegraciones por segundo (dps) de
partículas α. Después de 6,6 días, sufre 2,1
x 104 dps. ¿Qué vida media tiene este
radioisótopo?
Núcleo Atómico: fuente de energía
Primera conversión de un núcleo en otro, se
obtiene en 1919 Ernest Rutherford (18711937)
14 N
7
+
4 He
2
----
17 O
8
+
1 H
1
Fisión Nuclear
• Otto Hahn (1879-1968) y Fritz Strassman
(1902-1980), en 1939
• Fision nuclear: proceso por el que un
núcleo pesado se parte en dos núcleos mas
pequeños, liberándose gran cantidad de
energía
235
1 n--->236 U --->139 Ba + 94 Kr + 31 n + E
U
+
92
0
92
56
36
0
Reacciones en cadena
• Núcleos fisionables U-235 o Pu-239
Masa critica: mínima cantidad de átomos
fisionables, capaces de sostener la
reacción en cadena.
Fusión nuclear
• Proceso por el cual
núcleos muy ligeros
se fusionan para
formar núcleos mas
pesados y mas
estables;
generándose
grandes cantidades
de energía. 411H ----->
4
2He
+ 20+1e
Relación masa-energía en las
reacciones nucleares
• ∆E = ∆ m x c2
•
Combustión de 1 mol de CH4: ∆m = -9,9 x 10-9g
∆E = -890,4 x 103J
•
Desintegración de 1 mol de U-238: ∆m = -0,0046g ∆E = -4,1 x 1011J
Ecuaciones nucleares
235
92
U
1
0
n
94
38
Sr 
139
54
Xe  3 0 n
1
masas atómicas (uma):
U-235 = 235,0439; Sr-94 = 93,9154; Xe-139 = 138,9179; n = 1,0087
Masa productos = 93,9154 + 138,9179 + 3 x 1,0087 = 235,8594
Masa reactantes = 235,0439 + 1,0087 = 236,0526
∆m = (235,8594 – 236,0526) = - 0,1932
E   m x c  0,1932x10
2
E  1,7388x10
13
-3
Kg x (3x10
8 m
s
Kg x ( ms )  1,74x10
2
)
10
2
KJ
¿Cuántas veces has tenido contacto con la
energía nuclear?
¿Hay algún otro método para hacer estos
diagnósticos?
Introducción
Todas las actividades que realizamos requieren de energía.
¿De dónde proviene la energía que utilizamos?
Preguntas para los alumnos:
•¿Qué efectos contaminantes tienen cada una de las fuentes de energía aquí
representadas?
•¿Qué abundancia hay de estos recursos energéticos en el planeta?
• ¿Cómo podemos aminorar los efectos negativos del uso de los recursos energéticos?
Aplicaciones pacificas de la fisión
nuclear
• Reactor Nuclear: sistema construido para
controlar la energía que se produce en la
reacción en cadena y que impide el
aumento indefinido de las fisiones.
Componentes de un reactor:
• Un material moderador
• Barras de control
• Un sistema de enfriamiento
• Un sistema de blindaje
Tipos de reactores
• Reactores de potencia
• Reactores de investigación
• Una central nuclear es una instalación
formada por un reactor conectado a un
sistema de generación eléctrica.
Aplicaciones en la Generación de
Energía en Centrales Eléctricas
¿Como se genera la energía
eléctrica?
¿Como se genera la energía eléctrica?
Dispositivo para
medir radiación
Contador Geiger moderno
Medicina Nuclear
Aplicaciones en Salud
Radioterapia
Algunos núclidos o isótopos radiactivos, sus vidas medias y sus aplicaciones
médicas como marcadores en el cuerpo humano.
Núclido
131
Vida media
Área del cuerpo que se estudia
I
8.1 días
Tiroides
59
Fe
45.1 días
Glóbulos rojos
99
Mo
67 horas
Metabolismo
P
14.3 días
Ojos, hígado, tumores
51
Cr
27.8 días
Glóbulos rojos
87
Sr
2.8 horas
Huesos
99
To
6.0 horas
Corazón, huesos, hígado, pulmones
133
Xe
5.3 días
24
Na
14.8 horas
32
Pulmones
Sistema circulatorio
¿Por qué es importante estudiar sobre la energía nuclear?
¿Qué son las radiaciones y cómo se producen?
¿Cómo nos afecta la radiación?
• Radiación de fondo: bombardeo
constante de radiación de fuentes
naturales y artificiales
• La radiación puede provocar excitación o,
ionizaciòn de la materia
• H20+ + H20 --- H3O+ + *OH
Unidades para medir radiación
Dosis de radiación
• Unidad SI de dosis absorbida: gray (Gy) que
corresponde a la absorción de 1J de energía por
kilogramo de tejido
• Rad: (0,1J)1 Gy = 100rad
• Para expresar el daño biológico en términos de
la cantidad real de radiación absorbida, se
utiliza el rem y el sievert (Sv), donde 1Sv = 100
rem.
• Radiación de fondo de fuentes naturales es de
unos 0,003Sv por año. Recomendable no mas
de 0,005 Sv de fuentes naturales.
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