radioactividad

Radioactividad

 El fenómeno de la radiactividad fue descubierto casualmente por Henri Becquerel (foto) en 1896. Estudiaba los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia, para lo cual colocaba un cristal de Pechblenda, mineral que contiene uranio, encima de una placa fotográfica envuelta en papel negro y las exponía al sol.
Cuando desenvolvía la placa la encontraba velada, hecho queatribuía a la fosforecencia del cristal.
Los días siguientes no hubo sol y dejó en un cajón la placa envuelta con papel negro y con la sal de Uranio encima. Cuando sacó la placa fotográfica estaba velada, y no podía deberse a la fosforescencia ya que no había sido expuesta al sol.
La única explicación era que la sal de uranio emitía una radiación muy penetrante.
Sin saberlo Becquerel habíadescubierto lo que Marie Curie llamaría más tarde radiactividad

Tras el descubrimiento de la radiactividad, se pasó a su análisis y explicación.
La estabilidad de los núcleos es la clave para que un núcleo se desintegre y emita radiación, es decir sea radiactivo.

No todos los elementos químicos son radiactivos, para un mismo elemento sus isótopos pueden ser radiactivos o no.

Por ejemplo parael Hidrógeno, sólo uno de sus isótopos, el tritio es radiactivo, el Uranio sin embargo tiene 4 isótopos radiactivos: U-238, U-234, U-235, U-233. Cada uno de los isótopos emite uno o más tipos de radiación. El U-238, por ejemplo emite radiación alfa y gamma, mientras que el H-3 sólo radiación beta menos.

Las aplicaciones de estas radiaciones son muy importantes en medicina, aunque también puedenllegar a ser muy peligrosas.


La radiactividad es un proceso estrictamente nuclear, es un proceso de desintegración espontánea del núcleo.

La estabilidad nuclear es el equilibrio entre las fuerzas de repulsión eléctrica de los protones y la fuerza atractiva nuclear de corto alcance, que experimentan los protones y neutrones del núcleo.

La relación entre el número de protones(Z) yneutrones(N) es por lo tanto clave para la estabilidad del núcleo.

Para los núcleos ligeros N es aproximadamente igual a Z, es decir la relación entre N y Z es 1 (N / Z =1), por lo que son estables.

Para los núcleos pesados la estabilidad se consigue con mayor número de neutrones y la relación entre N y Z puede llegar a ser de hasta 1.56 (N / Z=1.56) , desviándose del valor 1 en el que elnúcleo es estable.

Este comportamiento de los diferentes núcleos está representado en la gráfica siguiente.




Constante de Decaimiento

_El proceso de Decaimiento o Desintegración: Es un fenómeno estadístico. No es posible saber cuando un átomo en particular se desintegra, pero sí se puede predecir en un gran número de átomos, la proporción que se desintegrará en un tiempodado.

_La matemática del decaimiento radiactivo : nº de átomos desintegrados por unidad de
tiempo, proporcional al número de átomos
radiactivos, N.
ΔN / Δt ∞ N o ΔN / Δt = -λ N

Donde, λ es la constante deproporcionalidad llamada constante de decaimiento, su signo negativo indica que el número de átomos radiactivos disminuye con el tiempo.
Si ΔN y Δt son tan pequeños pueden reemplazarse por dN y dt, donde al resolver la ecuación diferencial queda :

N = No ℮ -λt

Y se conoce como ecuación exponencial para el decaimiento radiactivo.
EJERCICIOS……

Actividad :Es la razón de decaimiento de un material radiactivo.
Si ∆N / ∆t se reemplaza por A, tenemos :
A = λN
Similarmente tenemos,
A = A o е –λt
Se usa para ver como de “activa “ es una muestra. Es la velocidad de desintegración.
Donde A es la actividad que tendremos después de un tiempo t, siendo A0 la actividad inicial...