RADIACTIVIDAD

1. RADIACTIVIDAD Propiedad que presentan los núcleos de algunos átomos de desintegrarse emitiendo radiaciones y transformándose en otros átomos más estables.

2. HISTORIA Becquerel: descubridor del fenómeno de la Radiactividad (1896) Marie y Pierre Curie: descubridores de los elementos Radio y Polonio (1898) Rutherford: revela la estructura del átomo, con electrones girando en torno a un núcleo masivo (1911) Frederick Soddy: introduce el concepto de isótopo (1913) Chadwick: descubre el neutrón (1932) Hahn, Strassmann y Meisner: dividen el 238U según un proceso de fisión (1938)

3. DESCUBRIMIENTO DE LOS ELEMENTOS 1944: Americio (Z=95) Curio (Z=96) 1898: Polonio (Z=84) Radio (Z=88) 1969: Rutherfordio (Z=104) 1970: Hahnio (Z=105) 1949: Berkerelio (Z=97) 1899: Actinio (Z=89) 1974: Seaborgio (Z=106) 1908: Radón (Z=86) 1950: Californio (Z=98) 1981: Nielsbohrio (Z=107) 1917: Protoactinio (Z=91) 1952: Einstenio (Z=99) Fermio (Z=100) 1939: Francio (Z=87) 1982: Meitnerio (Z=109) 1940: Astato (Z=85) Neptunio (Z=93) 1984: Hassio (Z=108) 1955: Mendelevio (Z=101) 1994: Elemento 110 Elemento 111 1965: Nobelio (Z=102) Lawrencio (Z=103) 1941: Plutonio (Z=94) 1996: Elemento 112

4. EL NÚCLEO Z = nº de protones A = nº de nucleones Tamaño de átomo: r ≈ 10-10 m Tamaño del núcleo: r = 1’4·10-15 A1/3m A - Z = nº de neutrones Los átomos con números pares de neutrones y protones son mucho más frecuentes que con cualquier otra configuración

5. ISÓTOPOS Isótopos Nucleidos con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. Mismo número atómico Z, distinto número másico A Ej: 11H 21H y 31H Isóbaros Nucleidos con distinto número de protones y neutrones pero el mismo número másico. Mismo número másico A, distinto número atómico Z Ej: 146C y 147N Isótonos Nucleidos con distinto número de protones pero el mismo número de neutrones. Distinto número másico A, distinto número atómico Z Ej: 136C y 147N Isómeros Nucleidos con el mismo número de protones y neutrones pero diferente nivel de energía nuclear. Mismo número atómico Z, mismo número másico A Ej: 99m43Tc y 9943Tc

6. http://lectureonline.cl.msu.edu/%7Emmp/kap30/Nuclear/nuc.htm Tabla de estabilidad Datos destacables: • Para elementos ligeros, NZ • Para elementos medios y pesados (Z>25-30) N>Z • Los isótopos estables son minoría frente a los existentes • Los isótopos por encima de la zona de estabilidad (verde) suelen desintegrarse por emisión b- • Los isótopos por debajo de la zona de estabilidad más pesados (rojo) suelen desintegrarse por desintegración a • El resto (azul) lo hace por b+

7. Defecto de masa La masa de los núcleos de los átomos es siempre menor que la suma de las masa de los protones y neutrones. A esta diferencia entre la masa real y la suma de las masas de nucleones se denomina defecto de masa: Dm = Z mp+ (A – Z )mn - MN Defecto de masa Masa real del núcleo Número de protones Masa del neutrón Masa del protón Número de neutrones

8. Energia de enlace La energía de enlace de un núcleo es la energía liberada cuando sus nucleones aislados se unen para formar un núcleo. La energía asociada al defecto de masa es la llamada energía de enlace DE: DE =Dm c2 La energía de enlace por nucleón es el cociente entre la energía de enlace y el número másico DE / A A mayor Energía de enlace por nucleón, más estabilidad tiene el núcleo del isótopo

9. Energía de enlace Fe56 • Para A<20 la curva es irregular y de fuerte pendiente • Los núcleos más estables son de tamaño medio, en torno a Fe56 Región de átomos FISIONABLES Región de átomos FUSIONABLES

10. Emisiones  Son núcleos de Helio, formados por dos protones y dos neutrones Ejemplos: 23290Th →22888Ra +a 21884Po → 21482Pb +a Ley de Soddy

11. Emisiones  Son electrones rápidos procedentes del núcleo 10n 11p +0-1+ Ejemplos: 3215P →3216S +b + n 13153I → 13154Xe +b + n Ley de Fajans

12. Emisiones  Son positrones rápidos procedentes del núcleo 11p 10n +01+ Ejemplo: 2311Na →2310Ne +b + n

13. Captura electrónica El núcleo absorbe un electrón de las capas más internas 11p +0-1e 10n + Ejemplo: 5526Fe + e-→5525Mn +n

14. Emisiones  Son fotones (luz) de muy alta energía Ejemplo: 21081Tlm→21081Tl +g

15. Series radiactivas Todas las series terminan con un isótopo del plomo no radiactivo walter-fendt\ph14s\decayseries_s.htm

16. La fisión nuclear es una reacción nuclear en la que un núcleo pesado se divide en otros dos más ligeros al ser bombardeado por neutrones. En el proceso se liberan más neutrones y gran cantidad de energía fisión 23592U +10n 14156Ba +9236Kr + 310n

17. fisión

18. fusión 21H +31H 42He +10n La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos ligeros se unen para formar otro más pesado. En el proceso se libera gran cantidad de energía Proyecto ITER

19. fusión

20. fusión

21. La desintegración radiactiva es un proceso aleatorio, gobernado por leyes estadísticas Período de desintegración o de semidesintegración: tiempo necesario para que se desintegre la mitad de los núcleos iniciales Que integrado resulta: Constante radiactiva, característica de cada elemento radiactivo Número de átomos iniciales Núcleos que quedan sin desintegrar tiempo Vida media: tiempo medio que tarda un núcleo al azar en desintegrarse Ley de la desintegración radiactiva

22. ACTIVIDAD La Actividad (A) se define como el número de emisiones de una sustancia por unidad de tiempo. Su unidad en el SI es el Becquerel (Bq) La Actividad de una sustancia radiactiva disminuye exponencialmente con el tiempo y consiste en la emisión de rayos alfa, beta o gamma Un Becquerel es la actividad de una sustancia que sufre una desintegración cada segundo.

23. Fuerzas nucleares

25. Partículas elementales