Partículas Alfa, Beta y Gamma: el gran descubrimiento de

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Recursos educativos
Radiación y Rayos X
Partículas Alfa, Beta y Gamma: el gran
descubrimiento de Rutherford y Soddy
Origen:
Open Mind BBVA
Tipo:
Personajes
Edad:
Todos los Públicos,
Secundaria (12-16),
Bachillerato (16-18),
FP,
Universidad
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Rutherford y Soddy llevaban tiempo intentando entender el fenómeno de la radiactividad, descubierto por
Becquerel y descrito por Marie y Pierre Curie. Y por fin habían conseguido demostrar que en los materiales
radiactivos los átomos se desintegran, de modo que los átomos de un elemento radiactivo se transforman en
otro elemento.
Así que la transmutación, que habían buscado durante tantos siglos los alquimistas, ocurría de manera
espontánea y natural. La idea era tan rompedora que Rutherford y Soddy evitaron añadirle prejuicios y
hablaron de transformación en lugar de transmutación cuando en 1902 publicaron ?La causa y naturaleza de
la radiactividad?, que condensaba sus experimentos en la teoría de la desintegración atómica. Con ella
rompieron el dogma científico de que el átomo era indivisible (que es lo que significa átomo en griego).
Ernest Rutherford (1871?1937) identificó los tres tipos principales de radiactividad: rayos alfa, rayos beta
y rayos gamma. Y siguió estudiando la transmutación. Vio cómo aparecían átomos estables de plomo en
medio de un mineral radiactivo de uranio. No había manera de saber cuándo se iba a transformar un átomo
en concreto, pero Rutherford se fijó en que cualquier muestra (más grande o más pequeña) de un mismo
elemento radiactivo tardaba exactamente el mismo tiempo en quedar reducida a la mitad. Ese tiempo,
llamado semivida, convertía a los elementos radiactivos en perfectos cronómetros.
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Conociendo esa velocidad constante con la que el uranio se transforma en plomo y midiendo la cantidad de
plomo que había en una roca de pechblenda (mineral de uranio), Rutherford y su colega Boltwood
calcularon en 1907 que alguna de aquellas piedras tenía al menos 1.000 millones de años: ¡Era muchísimo
más vieja de lo que entonces se pensaba que era la Tierra!
Rutherford
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Además de entender a fondo la radiactividad, Rutherford le dio su primera utilidad práctica (mucho antes
que las aplicaciones médicas, bélicas o energéticas): calcular la edad de la Tierra. Por todo ello recibió el
premio Nobel de Química en 1908. Aunque bien podría haber recibido dos Nobel más por sus siguientes
descubrimientos:
Rutherford usó la radiactividad para explorar el interior de los átomos. Junto con su alumno Geiger, disparó
rayos alfa contra una finísima lámina de oro y observó atónito cómo alguna de esas partículas alfa rebotaban
hacia atrás. Recuperado del impacto, en 1911 dedujo que aquello solo era posible si los átomos tenían un
minúsculo núcleo, con carga positiva, que concentraba casi toda su masa. Había nacido el modelo atómico
de Rutherford, perfeccionado luego por su alumno Bohr: esa imagen tan familiar del átomo, con los
electrones girando alrededor de ese núcleo.
En su laboratorio él siguió bombardeando átomos con rayos alfa, hasta que en 1919 consiguió transformar
átomos de nitrógeno en oxígeno: se convirtió así en ?el primer alquimista con éxito de la historia?.
Aquella transmutación de nitrógeno en oxígeno fue la primera reacción nuclear artificial; y, entre sus
restos, Rutherford encontró el protón, una nueva partícula subatómica con carga positiva.
Mientras tanto, Frederick Soddy (1877?1956) había seguido estudiando la desintegración natural de los
elementos radiactivos y descubrió en 1913, al mismo tiempo que Kazimierz Fajans, las reglas de la
transmutación: cuando un átomo emite espontáneamente una partícula alfa, retrocede dos casillas en la tabla
periódica (ej: el uranio?238 se transforma en torio); cuando un átomo emite una partícula beta, avanza una
casilla (ej: el carbono?14 se transforma en nitrógeno).
Soddy
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Siguiendo esas reglas, conocidas como la ley de Fajans-Soddy, se producen las cadenas de desintegración
naturales, como la que empieza en el radiactivo uranio?238 y termina en el estable plomo, pasando por
productos intermedios como el radio o el uranio-234. Y estudiando paso a paso esas cadenas, Soddy
descubrió por el camino los isótopos: distintas versiones de un mismo elemento, con átomos que pesan
diferente pero que tienen las mismas propiedades químicas.
El Nobel de Química de 1921 reconoció los descubrimientos de Soddy, en los que el escritor H.G. Wells se
había inspirado para escribir su novela de ciencia-ficción ?La liberación mundial? (1914). Ese libro, que
Wells dedicó a Soddy, anticipaba el peligro de las armas nucleares, casi 20 años antes de que Leó Szilárd
concibiera la idea de reacción en cadena.
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