La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por

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
Conservación
Conservación
Conservación
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de la energía.
del momento lineal.
de la carga.
del número de nucleones.
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Curva de
estabilidad
nuclear
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Radiación gamma (γ)
A
Z
X
∗

A
Z
X  
Un núcleo excitado se
desexcita emitiendo
radiación gamma:
fotones de alta
frecuencia.
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La emisión gamma
acompaña a las
emisiones alfa o beta.
Radiación alfa (α)
A
Z
X 
A−4
Z −2
Y 
4
2
He
Es característica de
núcleos pesados
(Z grande).
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Radiación beta (β)
A
Z
X 
A
Z 1
Y 
0 −
−1
e  
0
0


Lo que en realidad
ocurre es una
desintegración
neutrónica.

−
n  p e  

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Los nucleidos situados
a la izquierda de la
curva de estabilidad se
desintegran por
emisión β.
+
Radiación beta más (β )
A
Z
X 
A
Z −1
Y 
0
1


e   
0
0

Lo que en realidad
ocurre es una
desintegración
protónica.


p  ne 
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Los nucleidos
situados a la derecha
de la curva de
estabilidad se
desintegran por
emisión β+.
Captura electrónica (CE)
A
Z
X 
0
−1
e 
A
Z −1
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.
1
1
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p 
0
−1
e 
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1
0
n 
0
0

Ley 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.
dN
=−
N⋅dt
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La constante de proporcionalidad l representa
la probabilidad de que un átomo se desintegre
en la unidad de tiempo. J.M.L.C. IES Aguilar y Cano
Ley de desintegración radiactiva
− t
N =N 0⋅e
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 radiactiva
dN
A=
=−⋅N
dt
Actividad
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 radiactiva
Periodo de semidesintegración, T½
Tiempo que tarda una muestra
radiactiva en reducirse a la mitad.
0,693
T 1/ 2 =

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Ley 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 nucleares
La primera R.N. artificial fue debida a Rutherford:
14
7
N 
4
2
He 
17
8
O 
1
1
p
Que también puede expresarse de la forma:
14
7
17
8
N  , p O
En la que el paréntesis encierra la partícula bombardeante y la emitida
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Reacciones 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.
14
7
2
17
8
N  , p O
2
E   m c  m N c = E p  m p c
2
 E O  mO c
2
E p  E O − E  =  m   m N − m p − m O  c 2 =  m⋅c 2 = Q
Q representa la energía absorbida o liberada en la R.N.
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Reacciones 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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