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RADIACTIVIDAD. Propiedad que presentan los núcleos de algunos átomos de desintegrarse emitiendo radiaciones y transformándose en otros átomos más estables. HISTORIA. Becquerel : descubridor del fenómeno de la Radiactividad (1896).
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RADIACTIVIDAD Propiedad que presentan los núcleos de algunos átomos de desintegrarse emitiendo radiaciones y transformándose en otros átomos más estables.
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)
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
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
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
http://lectureonline.cl.msu.edu/%7Emmp/kap30/Nuclear/nuc.htm Tabla de estabilidad Datos destacables: • Para elementos ligeros, NZ • 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+
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
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
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
Emisiones Son núcleos de Helio, formados por dos protones y dos neutrones Ejemplos: 23290Th →22888Ra +a 21884Po → 21482Pb +a Ley de Soddy
Emisiones Son electrones rápidos procedentes del núcleo 10n 11p +0-1+ Ejemplos: 3215P →3216S +b + n 13153I → 13154Xe +b + n Ley de Fajans
Emisiones Son positrones rápidos procedentes del núcleo 11p 10n +01+ Ejemplo: 2311Na →2310Ne +b + n
Captura electrónica El núcleo absorbe un electrón de las capas más internas 11p +0-1e 10n + Ejemplo: 5526Fe + e-→5525Mn +n
Emisiones Son fotones (luz) de muy alta energía Ejemplo: 21081Tlm→21081Tl +g
Series radiactivas Todas las series terminan con un isótopo del plomo no radiactivo walter-fendt\ph14s\decayseries_s.htm
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
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
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
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.
Partículas elementales
