Radioactividad

Radiactividad Profesor: Vicente Alcocer Bosch

ÍNDICE
I.RADIACTIVIDAD: LEYES Y TIPOS DE RADIACIÓN

I.1.- Descubrimiento. I.2.- Naturaleza de los fenómenos radiactivos. I.3.- Leyes de la desintegración radiactiva. I.4.- Periodo de semidesintegración y vida media. I.5.- Actividad. I.6.- Transformaciones radiactivas en cadena. I.7.- Equilibrio radiactivo. I.7.1.- Equilibrio secular. I.7.2.-Equilibrio transitorio. I.8.- Radionucleidos naturales. I.9.- Tipos de desintegración radiactiva. I.9.1.- Generalidades. I.9.1.1.- Diagrama de desintegración. I.9.1.2.- Espectros energéticos de partículas y fotones. I.9.2.- Desintegración alfa. I.9.3.- Desintegración beta. I.9.3.1.- Desintegración beta negativa. I.9.3.2.- Desintegración beta positiva. I.9.3.3.- Captura electrónica. I.9.3.4.-Ejemplos. I.9.4.- La radiación gamma. I.9.4.1.- Generalidades. I.9.4.2.- Emisión de radiación gamma. I.9.4.3.- Esquemas de desintegración de emisores gamma. I.9.4.4.- Conversión interna. I.9.4.5.- Isomería Nuclear.

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I. RADIACTIVIDAD: LEYES Y TIPOS DE RADIACIÓN I.1. DESCUBRIMIENTO De forma puramente accidental, el químico francés Becquerel descubrió en 1896 que las salesde uranilo emitían radiaciones análogas a los rayos X, en el sentido de que eran muy penetrantes, impresionaban placas fotográficas y provocaban ionización en los gases sobre los que interactuaban. Al descubrimiento de Becquerel le siguió el trabajo fundamental de los esposos Curie, conducente a la identificación de dos nuevos elementos químicos, el polonio y el radio, apreciándose en ellos efectosradiactivos millares de veces más intensos, que los observados en las sales de uranilo. En una experiencia clásica, se puso de manifiesto que las substancias radiactivas naturales emitían tres clases distintas de radiación. A este fin, para obtener un haz colimado de radiación se dispuso una cierta cantidad de una substancia radiactiva en el fondo de un taladro cilíndrico en un bloque de plomo,como se esquematiza en la Figura I.1.

Placa fotográfica

α

γ

β

Plomo

Sustancia radiactiva

Figura I.1. Representación esquemática de la separación de los tres tipos de radiación, al someterlos a un campo magnético que desvía al haz. Frente a la salida del colimador, se encontraba dispuesta perpendicularmente una placa fotográfica; el conjunto estaba situado en una cámara estancaa la luz, en la que se hacía el vacío. Finalmente se estableció un campo magnético perpendicular al plano del dibujo y en sentido hacia él. Tras un tiempo adecuado de exposición, al revelar la placa, se observaron en ella tres zonas de impacto bien diferenciadas: una situada en la prolongación del colimador, que por no haber sufrido deflexión se supuso debida a radiación electromagnética llamadafotones gamma. La mancha situada a la derecha que, por el sentido de su deflexión, debía estar constituida por partículas negativas, llamadas desde entonces partículas beta. Finalmente, la impresión fotográfica situada a la izquierda debía corresponder a partículas cargadas positivamente, que fueron llamadas partículas alfa.

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I.2. NATURALEZA DE LOS FENÓMENOSRADIACTIVOS La estabilidad nuclear se debe a que la acción repulsiva electrostática entre protones, se compensa mediante las fuerzas nucleares de gran intensidad, debidas tanto a protones como a neutrones. Estos últimos contribuyen con la creación de enlaces atractivos, sin experimentar efectos de repulsión coulombiana. Este proceso de compensación de fuerzas internucleares, se alcanza mediante unaadecuada proporción entre protones y neutrones, variable según el número atómico del nucleido considerado. En general, en la zona de núcleos ligeros, tal estabilidad se observa en los casos en que el número de protones es igual al de neutrones. Al crecer el número atómico, se requiere un mayor número de neutrones, debido a que desde el punto de vista de la repulsión electrostática, cada protón "ve" a...