Radiacion nuclear

Radiación nuclear

La emisión de partículas desde un núcleo inestable se denomina desintegración radiactiva. La desintegración radiactiva solo sucede cuando hay un excedente de masa-energía en el núcleo.
lOS TIPOS DE DESINTEGRACIÓn
* Alfa: Emisión de átomos con dos protones y dos neutrones. Estas partículas son idénticas a núcleos de helio (4He).
* Beta: Hay dos tipos dedesintegración, beta positivo y beta negativo. El beta positivo es una emisión de un positrón acompañado de un neutrino. El beta negativo es la emisión de un electrón acompañado de un antineutrino.
* Gamma: Es la emisión de fotones de frecuencia muy alta. El átomo radiactivo se conserva igual, pero con un estado de energía menor.
Leyes de Desintegración Radiactiva
Las leyes de desintegraciónradiactiva (descritas por Soddy y Fajans) son:
* Cuando un átomo radiactivo emite una partícula alfa, la masa del átomo resultante disminuye en cuatro unidades y el número atómico en dos.
* Cuando un átomo radiactivo emite una partícula beta, el número atómico aumenta en una unidad y la masa atómica se mantiene constante.
* Cuando un núcleo excitado emite radiación gamma, no varían nisu masa ni su número atómico, solo pierde una cantidad de energía “hv”.
Las dos primeras leyes indican que cuando un átomo emite una radiación alfa o beta, se transforma en otro átomo de un elemento diferente. Este nuevo elemento puede ser radiactivo, transformándose en otro, y así sucesivamente, dando lugar a las llamadas series radiactivas.
Semiperiodo de un radioisótopo
Es el tiempo enque tarda en reducir su radioactividad a la mitad. El semiperiodo es siempre el mismo, sin importar el momento en que se empieza a contar. Al transcurrir una vida media, la radioactividad se reduce a la mitad, al transcurrir dos vidas medias, la radioactividad se reduce a un cuarto. En general si transcurren N vidas medias, la radioactividad se reduce a 1/2N.
Todos los isótopos tienen las mismaspropiedades químicas. La producción de algunos radioisótopos utilizados en medicina nuclear se lleva a cabo colocando el isótopo estable en un reactor nuclear o bajo el haz de un acelerador de partículas y sometiéndolo a un bombardeo con neutrones u otras partículas.
Las substancias radiactivas por lo común no emiten neutrones, excepto algunos elementos pesados que sufren fisión espontánea. Lasfuentes de neutrones se basan en inducir una reacción nuclear cuyo producto sea un neutrón.
Interacción de la radiación con la materia
La radiación nuclear se emplea por ejemplo en la gammagrafía y en la medicina nuclear. La gammagrafía utiliza las interacciones de los rayos gamma al penetrar por los diferentes tejidos. La medicina nuclear elimina los tejidos malignos a partir de laradioactividad de elementos radiactivos introducidos en el paciente.
Los efectos de las radiaciones en los materiales son la ionización, la excitación atómica del material y la fisión. A estos le pueden seguir cambios químicos. Así por ejemplo, las partículas alfa, al penetrar en la materia, atraen a su paso eléctricamente a los electrones cercanos, produciendo la ionización de estos átomos.
Cuando unátomo radiactivo genera un positrón, este se asocia temporalmente a un electrón, formando un “átomo” llamado positronio, en el que el electrón y el positrón giran uno alrededor del otro. El positronio tiene una vida media de 10-10 segundos. Luego se aniquilan las dos partículas emitiendo rayos gamma de 511 keV.
Los rayos gamma transfieren su energía al material que atraviesan de tres formasdiferentes. Estas son el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y la producción de pares.
Efecto fotoeléctrico
El fotón se encuentra con un electrón del material en cuestión, transfiriéndole toda su energía, desapareciendo el fotón original.
Efecto Compton
El fotón choca contra un electrón, el electrón solo adquiere parte de la energía del fotón, el resto de la energía se la lleva otro fotón de...