Radioactividad

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RADIACTIVIDAD

La radiactividad es una propiedad que tienen los átomos cuyos núcleos son inestables, y consiste en la emisión espontánea de radiaciones ionizantes. La estabilidad o inestabilidad de los núcleos depende en parte de su relación n/p, es decir de la proporción entre el número de neutrones y el de protones que contienen. Los átomos ligeros (hasta Z=20) tienen una relación n/pde aproximadamente 1, es decir la misma cantidad de ambos tipos de partículas (Figura 10).

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Figura 10. Zona de estabilidad nuclear determinada por una relación n/p (número de neutrones entre número de protones) que varía entre 1 y 1.5 conforme aumenta el número atómico de los elementos hasta aproximadamente 80. La línea recta corresponde a una relación calculada n/p = 1, como referencia.En los átomos más pesados se requiere de valores n/p cada vez mayores a fin de que el núcleo se mantenga estable, llegando a ser de 1.52 en el caso del bismuto, 209Bi83, que es el elemento de mayor número atómico que existe en forma estable. Los átomos con números atómicos mayores a 83, como el polonio (Po), el radio (Ra) y el uranio (U), son todos inestables, es decir, radiactivos, a pesar deque presentan relaciones n/p superiores a la del bismuto. Esto no significa que entre los elementos con Z menor a 83 no existan formas radiactivas, pues en diversos elementos se presentan de manera natural isótopos minoritarios con relaciones n/p por afuera de la zona de estabilidad. Por ejemplo, el carbono-14 (14C), con una relación n/p de 1.33, es un isótopo radioactivo.
Debido a que losprotones tienen carga positiva, en principio la estabilidad nuclear debe explicarse en función de fuerzas que contrarresten la repulsión que ejercen las cargas positivas entre sí. En este sentido debe reconocerse la participación de los neutrones, ya que con excepción del hidrógeno (1H1), no existe ningún elemento cuyos átomos carezcan de neutrones. En realidad se considera que existen fuerzas deunión entre pares de protones, pares de neutrones y pares neutrón-protón, las cuales neutralizan la repulsión inter-protónica. De todas formas, el efecto tiene un límite y es en este sentido que debe entenderse el hecho de que los elementos con valores de Z superiores a 83 sean inestables a pesar de tener relaciones n/p mayores a la del bismuto.

RADIACIONES IONIZANTES
Los radioisótoposnaturales emiten tres tipos de radiaciones, denominadas (, ( y (. Las radiaciones ( son partículas formadas por dos protones y dos neutrones, por lo que presentan 2 cargas positivas. Debido a que son idénticas a los núcleos de helio, también suele llamárseles de esta manera. Las radiaciones ( son electrones que se originan en el núcleo a partir de neutrones, y presentan por lo tanto carga negativa. Lasradiaciones ( no constan de partículas formales, dada su naturaleza electromagnética, por lo cual no presentan carga eléctrica ni masa (Figura 11).
Los 3 tipos de radiaciones son capaces de producir ionización al actuar sobre la materia, es decir, expulsan electrones de la corona de los átomos por efecto de las colisiones con éstos. Por ello son conocidas genéricamente como radiacionesionizantes. Las partículas ( son emitidas a velocidades de aproximadamente 1/20 de la velocidad de la luz (3 x 1010 cm/seg) y se detienen por efecto de sus colisiones con la materia. Debido a su carga, su velocidad y su masa relativamente grande, tienen un alto poder ionizante, lo cual significa que sufren un elevado número de colisiones con otros átomos, por lo cual son débilmente penetrantes y pierdensu energía poco después de haber sido emitidas, capturando finalmente dos electrones, con lo cual se convierten en átomos de helio después de desplazarse sólo unos centímetros en el aire.

Figura 11. Principales radiaciones ionizantes, su composición y carga

Las partículas ( son electrones de alta velocidad y se desplazan en el aire a distancias cientos de veces mayores a las recorridas por...
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