Reacciones nucleares

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Reacciones nucleares

• En los comienzos de 1896 en el público se
  despertó gran asombro por el hallazgo reportado
  por Roentgen una nueva forma de energía, capaz
  de atravesar no sólo la carne humana, sino hasta
  las paredes. Nacían los rayos X
• Inspirado en este descubrimiento, Henri
  Becquerel, físico y académico como su padre y su
  abuelo, y, como ellos, profesor en el Museo de
  Historia Natural, comunicó haber
• encontrado unos rayos penetrantes similares, pero
  emitidos por sales de uranio.

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Eligió como material para sus experiencias el
sulfato de uranilo y potasio que había velado las
placas fotográficas por él preparadas. Llegó a la
conclusión que esta propiedad provenía en
realidad del Uranio. El anuncio del
descubrimiento de la radiactividad, a diferencia
del de los rayos X, pasó totalmente
desapercibido, no sólo para el público, sino
también para la comunidad científica. Este
hallazgo fue confirmado por Marie Sklodowska
Curie. Al investigar si en la naturaleza existen
otros elementos también dotados de la propiedad
de emitir lo que ella denominó "los rayos de
Becquerel", descubrió dicha propiedad en el
Torio. .
Becquerel y los esposos Curie recibieron el
premio Nobel de Física en 1903 por sus
descubrimientos de la radiactividad como
característica de estos elementos, entre otros
como el Polonio y el Radio
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Primeras aplicaciones de la radiactividad
Entre 1920 y 1930, William J.A. Bailey fue
enriqueciéndose gracias a su patente de una
medicina que contenía radio. Bailey creó un
medicamento, el Radithor, que no era más que
radio disuelto en agua destilada, y que se
anunciaba como un remedio científico para curar
todos los males.
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Radiactividad natural

• Es un proceso espontáneo que sufren los núcleos
  de ciertos átomos por el cual desprenden
  partículas materiales y simultáneamente liberan
  energía.
• A estas especies se los denomina núclidos
  radiactivos.
• En la tabla periódica encontramos que los
  elementos de Z gt 83 son radiactivos, es decir,
  que todos sus isótopos lo son.

La palabra isótopo proviene del vocablo iso
que significa igual y de topo que significa
suelo, tierra. La etimología hace alusión a
que los isótopos poseen el mismo (iso) número
atómico (Z) o cantidad de protones, que es la
base o piso (suelo) para que el elemento
químico sea el mismo y no varíe en cuanto a su
principal cualidad que es el núcleo.
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Tipos de radiaciones nucleares

• Existen tres tipos de emisiones

Las partículas alfa son partículas formadas por 2
p y 2 n (núcleos de helio, 4He2), que son
despedidos a alta velocidad. Como son partículas
muy pesadas tienen poco poder de penetración y
pueden ser detenidas por la piel o por la ropa
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Tipos de radiaciones nucleares

• Las partículas beta tienen una carga eléctrica y
  una masa iguales a las del electrón. Las
  partículas beta son electrones expulsados a gran
  velocidad (cercana a la de la luz) de algunos
  núcleos radiactivos, más penetrantes que las
  partículas alfa.
• Los rayos gamma son radiación electromagnética.
  Penetran más profundamente que las emisiones alfa
  o beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las
  células, por lo que son usados para esterilizar
  equipos médicos y alimentos.
• Al emitirse las radiaciones alfa y beta se
  originan transmutaciones.
• Las familias radiactivas naturales se originan
  por la sucesión de reacciones nucleares.
  Finalizan en un isótopo estable.

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Series radiactivas

• Algunos núcleos de ciertos elementos pueden
  emitir partículas cargadas, por lo que su carga
  eléctrica total cambia, es decir se transforman
  en núcleos de otros elementos químicos. Esto es
  lo que sucede con el radio, pero existen en la
  naturaleza otros elementos radiactivos, como el
  torio, el uranio, el potasio o el carbono.
• A diferencia de lo que se creía antes de las
  observaciones de Becquerel, no toda la materia es
  estable.
• Cuando un núcleo se va desintegrando, emite
  radiación y da lugar a otro núcleo distinto
  también radiactivo, que emite nuevas radiaciones.
  
• El proceso continuará hasta que aparezca un
  núcleo estable, no radiactivo. Todos los núcleos
  que proceden del inicial (núcleo padre) forman
  una serie o cadena radiactiva

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Leyes de desplazamiento radiactivo
Establecidas por Soddy y Fajans en 1913
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Un ejemplo
Periodo de semidesintegración tiempo que debe
transcurrir para que el número de núcleos de una
muestra se reduzca a la mitad.
Vida media tiempo que, por término medio,
tardará un núcleo en desintegrarse
La vida media de los núclidos es muy diferente,
desde 1,17 minutos (Protactinio-234) hasta 4,47
billones de años (Uranio-238)
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Más ejemplos
Periodos de semidesintegración radiactivos Periodos de semidesintegración radiactivos
Nucleido Periodo de semidesintegración
Tritio 12,3 años
Carbono 14 5,73 x 10 3 años
Carbono 15 2,4 s
Potasio 40 1,26 x 10 9 años
Cobalto 60 5,26 años
Estroncio 90 28,1 años
Yodo 131 8,05 días
Radio 226 1,60 x 10 3 años
Uranio 235 7,1 x 10 8 años
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Exposición radiactiva
Más de 100.000 partículas de rayos cósmicos nos
atraviesan cada hora
En la comida también existen átomos radiactivos.
Cerca de 15 millones de átomos de potasio se
desintegran cada hora dentro nuestro
Respiras átomos radiactivos. Cerca de 30.000
radiaciones tienen lugar en los pulmones
La dosis máxima de exposición a las radiaciones
está entre 0,5 rem (población en general) y 5 rem
(para personas con exposición profesional)
La radiactividad natural de la Tierra y de los
materiales de construcción te envía 200 millones
de rayos gamma cada hora.
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Exposición radiactiva
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RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
En enero de 1934, Irène Curie Y Frédéric Joliot
descubren la radiactividad artificial
Por este descubrimiento recibieron el Premio
Nobel de Química en 1935
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Reacción en cadena

• Algunos usos de los radioisótopos
• Agropecuarios
• Biológicos
• Análisis de materiales
• Aplicaciones industriales

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La datación por carbono-14 se basa en la
desintegración de este isótopo (periodo de
semidesintegración, 5730 años). Permite conocer
la edad de fósiles como el hombre de hielo
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Radiosótopos
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Diferencias entre las reacciones químicas y las
reacciones nucleares
No se generan nuevos
elementos durante estas reacciones. En general
sólo participan los electrones del último
nivel. Se liberan o se absorben cantidades de
energía relativamente pequeñas. La velocidad de
reacción depende de factores tales como la
temperatura, la concentación, la presión y los
catalizadores.

• Los elementos pueden transformarse en otros
  durante estas reacciones.
• Participan partículas del interior del núcleo.
• Se liberan o se absorben grandes cantidades de
  energía.
• La velocidad de la reacción no depende de
  factores externos.