taller de quimica nuclear

Taller “QUIMICA NUCLEAR” UPEL – IPB Barquisimeto, 22 de Junio de 2011

TALLER QUIMICA NUCLEAR

J. González C. Díaz


NUCLEAR

CENTRALES NUCLEARESPOLITICA

CONTAMINACIÓNCHERNOBYLFUKUSHIMA

ESPERANZA DE VIDAOPORTUNIDADES DE INVESTIGACIÓN

NUEVAS FUENTES ENERGIA


NUCLEAR

RADIACTIVIDAD

ENERGIA

¿Qué es la ENERGÍA?¿Qué es la RADIACTIVIDAD?


Objetivos conocer:

1. El espectro electromagnético.

2. Estructura del átomo.

3. Los Rayos X.

4. Radiactividad.

5.La Energía Nuclear.


El espectro electromagnético.

DISCO DE NEWTON

Composición de la Luz Blanca

LUZ BLANCA



LUZ: Radiación natural, compuesta por un conjunto de colores o longitudes de onda.

Luz

Prisma

Espectro

UPEL – IPB Barquisimeto, 22 de Junio de 1011


Que es la luz?Radiación electromagnética

Taller “QUIMICA NUCLEAR”

λ λ = Longitud de onda

ν Frecuencia

ν.λ= c

c es la velocidad de la luz

E=h. ν



λ

Energía



Rayos gamma , Rγ

Rayos X , RX

UltraVioleta , UV

Visible

InfraRojo, IR

MicroOndas , MW

RADIO, AM, FM, TV

λ



Origen de la radiación electromagnética

Cargas en movimiento periódico

Rayos gamma , Rγ

Rayos X , RX

UltraVioleta , UV

Visible

InfraRojo, IR

MicroOndas , MW

RADIO, AM, FM, TV

Proceso nucleares

Procesos atómico

Cargas aceleradas


Radiactividad.RADIACTIVIDAD

Rayos Roengteng = RX

Cargas aceleradas a altos voltajes, 50kVCátodo

Anodo


Sales deUranio

Radiactividad.

RAYOS BEQUERLIOS


Radiactividad.

Uranio

Polonio

Radio Radio-actividad

MARIE CURIE


Radiactividad.

Radio

Rayos Alfa , α

Rayos Beta, β

Rayos Gamma, γ


Radiactividad.

Rayos Gamma, γOnda electromagnética

De alta energía

Rγ

RX

, UV

Visible

IR

MW

RADIO

Energía

Rayos Alfa , αRayos Beta, β

No están en el espectro¿?


Estructura atómica.

ATOMO

Demetrio Thompson

Rutherford Bohr



ATOMO

Demetrio

Partículas indivisibles



ATOMO

Thompson

Partículas negativas

Carga positiva



ATOMO

Rutherford

+-

--

-+

Cargas negativas queGiran alrededor de un núcleo positivo.



ATOMO

Bohr

+

-

-

-

Cuantificó los niveles de energía de loselectrones



Partículas que componen el átomo

Electrón

Protón

Neutrón

Carga negativa

Carga positiva

No posee carga

Núcleo delátomo

Masa del protón = 104 masa del electrón

Partícula Beta



+

-Átomo de Hidrógeno

Z=1 , 1 Protón

Z el número atómico

A=1 , 1 Protón0 neutrones

A el número másico, A = p + n



+

-Átomo de Helio

Z=2 , 2 Protón

Z el número atómico

A=4 , 2 Protón2 neutrones

A el número másico, A = p + n

-

+



Reacción química

En una reacción química solo intervienen los electrones.

2H2 + O2 → 2H2O



NOMENCLATURA DEL NUCLEO

2He4

Z número atómico

A número másico, A = n + pZXA

Z = 2

A = 4, n = A – pn = 2

2 protones

2 neutrrones




1H1

Z número atómico


Z = 1

A = 1, n = A – pn = 0

1 protón

0 neutrones




13Al27

Z número atómico


Z = 13

A = 27, n = A – pn = 14

13 protones

14 neutrones




92U238

Z número atómico


Z = 92

A = 238, n = A – pn = 134

92 protones

134 neutrones



ISÓTOPOS

Diferente Z significa diferentes elementos

Z= 1 Hidrógeno

Z=2 Helio

Z= 3 Sodio



ISÓTOPOS

Igual Z diferente número másico

1H1

1H2

1H3

Hidrógeno

Deuterio

Tritio

92U235

92U238

92U239



Terminología asociada al núcleo

0n1

1p0

-1e0

Neutrón

Protón

Electrón



2He4

Terminología asociada al núcleo

Núcleo del átomo de Helio

Partícula alfa : 2 neutrones + 2 protones


Radiactividad

RADIACTIVIDAD

Descomposición espontánea del núcleo de ciertos átomos en otros núcleos mas sencillos, con producción de un cierto tipo de radiación.

El núcleo decae o se desintegra a un estado de menos energía.


Descomposición espontánea del núcleo de ciertos átomos en otros núcleos mas sencillos, con producción de un cierto tipo de radiación.

Radiactividad

X → Y + Rγ + Particula α + Partícula β


DECAIMIENTO Transformación de un elemento que posee un numero Z o A, a otro elemento con diferente Z o A.

Radiactividad

DECAIMIENTO ALFA

DECAIMIENTO BETA

DECAIMIENTO GAMMA



DECAIMIENTO ALFA

El elemento X emite partículas alfa para transformarse en otro elemento Y.

zXA →Z-2YA-2 +

2He4

88Ra226 →86Rn222 +

2He4



DECAIMIENTO BETA

Dentro del núcleo de elemento X, un neutrón se transforma en un protón emitiendo un electrón.

neutrón → protón + electrón

El núcleo pierde un neutrón: A-1

Para ganar un protón: Z +1 A+1



DECAIMIENTO BETA

Dentro del núcleo de elemento X, un neutrón se transforma en un protón emitiendo un electrón.

zXA →Z+1YA + e

90Th234 →91Pa234 + e


Radiactividad

90Th23491Pa234

ISOBAROS:

Elementos con igual número másico y diferente número atómcio


Radiactividad

DECAIMIENTO GAMMA

El núcleo del elemento X se vuelve inestable energéticamente al decaer:

X → X* → Y + Rayos γProduciendo rayos gamma.


Radiactividad

Los rayos alfa y rayos beta son partículas y no pertenenecen al espectro electromagnético. Su energía es una energía cinética producto de su masa y velocidad.

Los rayos gamma pertenencen al valor de más energía del espectro electromagnético.


Radiactividad

VELOCIDAD DE DESINTEGRACIÓN

Decaimiento radiactivo:

X → Y → Z

Cuanto tiempo durará el proceso de transformación?


Radiactividad

Vida media o período de semidesintegración

Es el tiempo en el cual la mitad de los núcleos del elemento decae a otro elemento,

t½


Radiactividad

Vida media o período de semidesintegración

La mitad de los núcleos del elemento decae a otro elemento quiere decir que hay que calcular el número de átomos que hay en la unidad de masa del elemento. Buscamos en la tabla el valor de la vida media del elemento y la mitad de los átomos se transformarán durante este período de tiempo.


Radiactividad

La vida media del Torio es de 24 días,

La mitad de 1 gramo de Torio se transformará en 24 días.

1 gramo de Torio tiene 1024 átomos, después de 24 días se transforman 0,5x1024 átomos..


Radiactividad

UNIDADES UTILIZADAS EN RADIACTIVIDAD

1 Bequerelio es 1 desintegración / segundo, Bq

1 gramo de Radio tiene 1 curie de actividad.

1 Curie de actividad son 3,7x1010Bq.

1 gramo de Cobalto-60 tiene una actividadDe 50 Curie = 185x1010Bq.


Radiactividad

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