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La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunas sustancias o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Debido a esa capacidad se las suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas en forma de rayos X o rayos gamma, o bien partículas, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras.
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Las radiaciones alfa y beta dan origen a verdaderos cambios nucleares.La radiación gamma es una dexecitación de un núcleo perturbado, que vuelve a su estado estable.
Como en cualquier proceso físico o químico en las desintegraciones radiactivas se cumplen las leyes de conservación:
Conservación de la energía.
Conservación del momento lineal.
Conservación de la carga.
Conservación del número de nucleones.
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Curva de estabilidad
nuclear
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Radiación gamma (Radiación gamma (γγ))
ZA X∗ Z
A X
Un núcleo excitado se desexcita emitiendo radiación gamma: fotones de alta frecuencia.
La emisión gamma acompaña a las emisiones alfa o beta.
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Radiación alfa (Radiación alfa (αα))
ZA X Z−2
A−4 Y 24 He
Es característica de núcleos pesados(Z grande).
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Radiación beta (Radiación beta (ββ))
ZA X Z1
A Y −10 e− 0
0
Lo que en realidad ocurre es una desintegración neutrónica.
n pe−
Los nucleidos situados a la izquierda de la curva de estabilidad se desintegran por emisión β.
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Radiación beta más (Radiación beta más (ββ++))
ZA X Z−1
A Y 10 e 0
0
Lo que en realidad ocurre es una desintegración protónica.
pne
Los nucleidos situados a la derecha de la curva de estabilidad se desintegran por emisión β+.
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Captura electrónica (CECaptura electrónica (CE))
ZA X −1
0 e Z−1A Y 0
0
Se da en núcleos con exceso de protones. El núcleo captura un electrón de la corteza electrónica, que se unirá a un protón del núcleo para dar un neutrón.
11 p −1
0 e 01 n 0
0
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Ley de desintegración radiactivaLey de desintegración radiactiva
dN=−N dt
El número de desintegraciones dN que tienen lugar en el tiempo dt, es directamente proporcional al número de núcleos existentes en ese momento N.
La constante de proporcionalidad l representa la probabilidad de que un átomo se desintegre en la unidad de tiempo.
=− dNN⋅dt
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Ley de desintegración radiactivaLey de desintegración radiactiva
N=N 0⋅e− t
N: número de núcleos sin desintegrar que quedan.
N0: número de núcleos existentes inicialmente.
λ: constante radiactiva o de desintegración.
t: tiempo transcurrido.
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Ley de desintegración radiactivaLey de desintegración radiactiva
A=dNdt
=−⋅NActividadActividad
Es el número de desintegraciones por unidad de tiempo
Unidades:
●Curio → 1 Ci = 3,7·1010 dps (desintegraciones/s)
●Bequerelio (S.I.) → 1 Bq = 1 dps
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Ley de desintegración radiactivaLey de desintegración radiactiva
T 1/2=0,693
Periodo de semidesintegración, T½
Tiempo que tarda una muestra radiactiva en reducirse a la mitad.
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Ley de desintegración radiactivaLey de desintegración radiactiva
Vida media, τ
Es el tiempo promedio de vida de un átomo antes de desintegrarse.
=1=1,44⋅T 1/2
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Reacciones nuclearesReacciones nucleares
La primera R.N. artificial fue debida a Rutherford:
714 N 2
4 He 817O 1
1 p
Que también puede expresarse de la forma:
714 N , p 8
17O
En la que el paréntesis encierra la partícula bombardeante y la emitida
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Reacciones nuclearesReacciones nucleares
●Exoenergéticas: liberación de energía.
●Endoenergéticas: absorción de energía.
Para hacer el balance energético hay que aplicar el principio de conservación de la masa-energía.
714 N , p 8
17O
E m c2 mN c2 = E p mp c2 EO mO c2
E p EO − E = m mN − mp − mOc2 = m⋅c2 = Q
Q representa la energía absorbida o liberada en la R.N.
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Reacciones nuclearesReacciones nucleares
● FISIÓN: Ruptura de un núcleo pesado en dos más ligeros con mayor energía de enlace por nucleón (y por tanto más estables). Produce una gran liberación de energía.
● FUSIÓN: Unión de dos núcleos muy ligeros en uno más pesado, con mayor energía de enlace por nucleón (y por tanto más estable). Produce una gran liberación de energía.
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