Reacciones Nucleares

Tema 4 Ciencias Físicas 117
Reacciones Nucleares

Radiactividad
Emisión espontánea de partículas y/o energía de un núcleo atómico  Fuentes de radiación


Gráfica adaptada de: http://www.who.int/ionizing_radiation/env/en/

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Decaimiento Radiactivo
 

Proceso de emisión de partículas o energía de un núcleo cuando este se desintegra. No todos los elementos de la tabla periódicallevan a cabo decaimiento radiactivo
  

No. Atómico 1-19 mezcla de isótopos, casi todos estables No. Atómico 20-83 mezcla de isótopos estables e inestables No. Atómico 84-106 mezcla de isótopos inestables (radiactivos o radioisótopos)

Emisiones Radiactivas








Alfa (α) – mayor tamaño y masa. Es comparable a un núcleo de Helio. Tienen carga de +2 y número de masa de 4.Beta (β) – electrón con alta velocidad y energía. Tienen carga de -1 y número de masa de 0. Gama (γ) – radiación de alta energía (similar a los rayos X, energía pura). No tiene masa ni carga. Veamos

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Comparación de las partículas radiactivas
Partículas Símbolo Número de Masa Carga (Número atómico) Penetrabilidad

Alfa

α

4

+2

baja

Beta

β

0

-1

alta

Gama

γ0

0

Muy alta

Efectos de la radiación


La radiación golpea las moléculas las cuales pueden:
ionizarse (formar iones)  convertirse en radicales libres (medias moléculas)


• Pueden iniciar reacciones químicas no deseables

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Efectos de la radiación


Las células más sensitivas son las que están en división rápida como las de:
Médula ósea  Piel  Órganos reproductivos Células de crecimiento en los niños


Formas de protegerse de la radiación


Utilizando un escudo
  

Papel y ropa – partículas Alfa Madera y ropa gruesa – partículas Beta Plomo y cemento – partículas Gama Alfa – 2-4 cm Beta – 200-300 cm Gama – 500 m



Distancia apropiada –
  



Tiempo de exposición – a mayor tiempo de exposición mayor daño

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Foto tomadade:http://www.ratical.org/radiation/NRBE/NRBEf3.gif

Ecuaciones nucleares
 

Representan el decaimiento radiactivo Deben mostrar conservación de número atómico (carga) y de número de masa.
  

Para decaimiento alfa: 238 U → 4 α + 234 Th 92 2 90 Para decaimiento beta 14 C → 0 β + 14 N 6 -1 7 Para decaimiento gama 60 Co* → 0 γ + 60 Co 27 0 27

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Detección y medición de radiación
Instrumentos


Mas utilizado es el Contador GeigerMüller
• Consiste de:
• Tubo de metal con un alambre. • El tubo está lleno de un gas inerte como Argón. • Contador

Partes del Contador Geiger

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Funcionamiento del Contador Geiger






La radiación entra por la ventana y causa ionización del gas argón en Ar+ y e-. El ión de Ar+ es atraído al tubo negativo y el electrón alalambre positivo. Se forma una señal eléctrica que viaja por el cable al contador donde se registra como un sonido “click” o un número.

Unidades para medir la radiación


Desde la fuente, es la actividad –


Curie(Ci) (1 Ci = 2.93 X 106 desintegraciones/segundo) Rad – mide la radiación absorbida por un gramo de materia Rem- mide el daño biológico causado por la radiación



Desde elpunto de recepción, es la dosis  

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Efectos Biológicos de la radiación
Dosis en rem 0.130 0.500 25 50-100 200 500 1000 Efectos Exposición anual a la radiación del entorno Límite de exposición Cambios en las células de la sangre Fatiga y otros síntomas de la enfermedad de radiación Daño a la médula ósea y posibilidad de desarrollar leucemia Letal 50% individuos Letal al 100% individuosTiempo de vida media (t1/2)
Es el tiempo que le toma a una masa dada de un radioisótopo desintegrarse a la mitad de actividad original. Es una medida de la estabilidad del radioisótopo.  Veamos


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Tiempo vida media de algunos radioisótopos
Isótopo Cobre-64 Yodo-131 Fósforo-32 Cobalto-60 Carbono-14 Plutonio-242 Uranio-238 t1/2 12.7 horas 8.065 días 14.3 días 5.26años 5730 años...