energía nuclear qm

EMISIONES ATÓMICASEMISIONES ATÓMICAS

Profesor: Nibaldo Pastén R.Profesor: Nibaldo Pastén R.

02/05/2302/05/23 Profesor Nibaldo Pastén RiveraProfesor Nibaldo Pastén Rivera 22

Rayos XRayos X Röentgen 1895Röentgen 1895 Propiedades:Propiedades:

Energía como radiaciones Energía como radiaciones electromagnéticas.electromagnéticas.

Se propagan en línea rectaSe propagan en línea recta No se puede desviar su trayectoria No se puede desviar su trayectoria

mediante lente o prisma.mediante lente o prisma. Son radiaciones ionizantes (gases).Son radiaciones ionizantes (gases). Atraviesan la materia y destruyen Atraviesan la materia y destruyen

células.células.

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Descubrimiento del uranio y la radiactividad

Antoine Henri Becquerel

Físico francés descubridor de la radiactividad y galardonado con el Premio Nobel de Física del año 1903.


REACCIONES NUCLEARES:

¿Qué es una reacción nuclear? Una reacción nuclear es un cambio que

transforma el núcleo de un átomo en uno nuevo con un número diferente de protones.

¿De que esta formado el núcleo atómico?

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Descubrimiento del Radio y Polonio

Marie y Pierre Curie Físicos que en 1897

descubren los elementos radiactivos Polonio y Radio

Experimentos de Radiactividad Ernest Rutherford 1902

Rayos β

Rayos γ

Rayos α

Pregunta

C

Pregunta

A


Emisión de partículasEmisión de partículas

La radiación alfa (α) consiste en la emisión de partículas con carga positiva de +2 y con una masa de 4 uma. Estas partículas son idénticas a los núcleos de los átomos de helio ordinario 2

4He+2.

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La radiación beta (β)

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Las emisiones beta provienen del núcleo producto de la desintegración de un neutrón


La radiación gamma (γ).. Ejemplo; Isómería nuclear del disprosio.

Ejemplo radiación gamma de protactinio.

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Emisión de positrones (+10e ó β+)

Aniquilación..

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Captura electrónica (CE)

Se produce captura electrónica cuando un electrón proveniente de las capas mas internas del átomo cae dentro del núcleo con lo cual un protón se transforma en neutrón.


Pregunta

A


Pregunta

B


Pregunta

E


¿Qué es la transmutación?Reacciones nucleares cuando elementos químicos inestables van perdiendo partículas y se transforman en elementos de peso atómico inferior hasta que su núcleo se vuelve estable (normalmente en plomo).

De las emisiones anteriores. La llamadas de transmutación:

Emisiones alfa.Emisiones Beta.Emisiones Positrones.Captura electrónica.

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Pregunta

A


Pregunta

C


Preguntas

A

D


PreguntaDiga qué clase de partícula (α , β , γ) se desprenden en las siguientes transformaciones.


Emisiones radiactivas Las emisiones radiactivas se pueden clasificar

en radiaciones de tipo natural y artificial. La forma de representarla es la siguiente.

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Preguntas

D


¿Por qué la masa del carbono es 12,011 y no sólo 12?

Masa atómica promedio

Es la suma de los productos de las masas atómicas de los Es la suma de los productos de las masas atómicas de los isótopos multiplicadas por los % de abundancias isótopos multiplicadas por los % de abundancias correspondientes.correspondientes.

Masa atómica = Masa atómica = (Masa isótopo x % abundancia) + (Masa isótopo x % abundancia)(Masa isótopo x % abundancia) + (Masa isótopo x % abundancia) 100 100

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¿Por qué la masa del carbono es 12,011 y no sólo 12?

El carbono en forma natural contiene tres isótopos:

12C (98.892 % de abundancia)13C (1.108 % de abundancia)14C (2.0 x 10-10 % de abundancia). El cálculo de la masa atómica promedio del

carbono es:12.011 uma


ISÓTOPOS Ejemplo

1H1 1 H2 1H3

Átomos de un mismo elemento (igual cantidad de protones) los cuales se diferencian en el número de neutrones es decir, poseen diferente número másico.

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EjerciciosEjercicios

1.1. Entre los símbolos que aparecen a continuación Entre los símbolos que aparecen a continuación ¿Cuáles pertenecen a parejas de isótopos?¿Cuáles pertenecen a parejas de isótopos?

77NN1414, , 1313AlAl2727, , 66CC1414, , 77NN1313, , 1414SiSi2828, , 66CC1212, , 1717ClCl3535, , 3535BrBr8080

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Isóbaros

Átomos con distinto número atómico e igual masa..Átomos con distinto número atómico e igual masa.. Ejemplo:Ejemplo:

66CC14 14 77NN1414

De los siguiente átomos indique los que corresponden a De los siguiente átomos indique los que corresponden a isobaros:isobaros:

11HH11 1515PP3131 11HH33 8989AcAc228228 1515PP3232 22HeHe33 9090ThTh228228

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IsótonosIsótonosÁtomos con distinto número atómico y Átomos con distinto número atómico y

distinto número másico pero igual número distinto número másico pero igual número de neutrones.de neutrones.

EjemploEjemplo 11HH3 3 22HeHe4 4

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Pregunta

B


CONCEPTOS DE RADIOPROTECCIÓN

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Pregunta

B

Cinturón de Cinturón de estabilidadestabilidad


Decaimiento radiactivoDecaimiento radiactivo


Series radiactivasSeries radiactivas



VIDA MEDIA O PERIODO DE SEMI-DESINTEGRACIÓN (t1/2).

Tiempo que necesitan la mitad de los átomos de una Tiempo que necesitan la mitad de los átomos de una determinada muestra para sufrir una desintegración determinada muestra para sufrir una desintegración nuclear.nuclear.

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Tiempo que necesitan la mitad de los átomos de una Tiempo que necesitan la mitad de los átomos de una determinada muestra para sufrir una desintegración determinada muestra para sufrir una desintegración nuclear.nuclear.

Ejemplo 1Ejemplo 1 : : Se dispone de 16 g de un isótopo radiactivo cuya vida Se dispone de 16 g de un isótopo radiactivo cuya vida

media es de 15 días.¿Cuál será la masa residual de media es de 15 días.¿Cuál será la masa residual de isótopo, después de transcurridos 60 días? isótopo, después de transcurridos 60 días?

(días) = 0 --- 15 --- 30 --- 45 --- 60 (masa) = 16 --- 8 --- 4 --- 2 --- 1g

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Ejemplo 2 :Ejemplo 2 : 20 g de un isótopo radiactivo se desintegran, llegando a 20 g de un isótopo radiactivo se desintegran, llegando a

5 g transcurridos 16 años. ¿Cuál será la vida media de 5 g transcurridos 16 años. ¿Cuál será la vida media de este isótopo?este isótopo?

20g ------------ 10g --- ---------5g 0 años-------- --------16 años

8 años

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Pregunta

B


Pregunta

E


Pregunta

D


Energía nuclearFisiónFusión


Fenómenos radiactivosFisión nuclear. División de un núcleo pesado en dos núcleos mas

livianos y estables, liberando energía. Produce mas neutrones de los que necesita al inicio. Estos procesos se llevan a cabo en los reactores.

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Fusión nuclear. Unión de núcleos más ligeros para formar núcleos más Unión de núcleos más ligeros para formar núcleos más

pesados y estables.pesados y estables. Se genera una inmensa cantidad de energía.Se genera una inmensa cantidad de energía. El proceso requiere elevadas temperaturas. El proceso requiere elevadas temperaturas.

10.000.000ºK.10.000.000ºK.

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Pregunta

D


Pregunta

A


USOS DE LA RADIACTIVIDAD EN SALUD

Diagnóstico. RADIOGRAFÍA Es la

primera aplicación médica de las radiaciones ionizantes. Este tipo de radiación (salvo las partícula alfa) es capaz de atravesar los tejidos blandos, no así los más densos, lo que permite obtener una imagen de ciertos órganos y estructuras internas.

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Algunos núclidos o isótopos radiactivos, sus vidas medias y sus aplicaciones médicas como marcadores en el cuerpo humano.

Núclido Vida media Área del cuerpo que se estudia131 I 8.1 días Tiroides59 Fe 45.1 días Glóbulos rojos 99 Mo 67 horas Metabolismo32 P 14.3 días Ojos, hígado, tumores51 Cr 27.8 días Glóbulos rojos87 Sr 2.8 horas Huesos99 To 6.0 horas Corazón, huesos, hígado, pulmones133 Xe 5.3 días Pulmones24 Na 14.8 horas Sistema circulatorio


Tomografía por emisión de positrones (PET)

Consiste en introducir en el organismo, por vía intravenosa, isótopos radiactivos de baja energía y muy corta vida. A partir de la radiación que emiten se obtiene una imagen diagnóstica muy precisa.

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PreguntaPregunta


A


Terapia La energía contenida en las

radiaciones permite la destrucción de células o tejidos tumorales, evitando dañar órganos y tejidos próximos.

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Otras aplicaciones Inmunoanálisis Se emplean materiales radiactivos para realizar análisis de

muestras de sangre .

Esterilización de artículos médicos La esterilización de vendajes, suturas, catéteres o jeringas, se

realiza a partir de rayos gamma, sin emplear calor ni gases letales que pudieran dejar residuos tóxicos.

Esterilización de alimentos La radiación utilizada elimina los parásitos, mejorando así la

conservación de los productos alimenticios, que no se convierten en radiactivos ni suponen un riesgo para el consumidor.

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