Resumen Radioquímica UNED

Defecto másico:
El defecto másico es la diferencia de masa de un núcleo entre la medida
experimentalmente y la calculada a partir de la suma de sus nucleones, de lo que se
deduce que en la formación del núcleo se libera energía a partir de la pérdida de masa
según la relación entre masa y energía de Einstein: E= mc2.
Energía de enlace nuclear:
Esta energía obtenida a partir del defectomásico es la energía de enlace nuclear,
y que puede calculares en unidades de MeV a partir de la relación:
B = [mp Z + mn (A-Z) – M] 931 MeV.
Siendo mp la masa del protón y Z en número de protones, mn la masa del
neutrón y (A-Z) el número de neutrones, M la masa del núcleo dado AZM (todos en
u.m.a.), y 931 el factor de conversión para obtener el resultado en MeV. Los valores
obtenidos superan engran exceso a las energías de enlaces químicos entre átomos.
Puede deducirse que las fuerzas entre nucleones que dan lugar a la energía de enlace
deben ser:
a) Predominantemente atractivas (para mantener los nucleones juntos).
b) Operar a distancias pequeñas (10-13 cm, o 1 fermi, fm) que es el tamaño
observado del núcleo.
c) Ser independiente de la naturaleza de los nucleones (no dependen dela carga).
d) Volverse fuertemente repulsivas cuando se aproximan mucho (0.4 fm), lo que
impide que los nucleones se agrupen en un volumen extremadamente pequeño.
Esto implica que cada nucleón se mantiene a unos 1.5 – 2 fm de los próximos, por lo
que el volumen del núcleo es proporcional al número total de nucleones, y que
debido a la distancia a la que actúan las fuerzas cada nucleón sólopuede tener
interacción con un pequeño número de nucleones (los vecinales). Se observa que en
los núcleos pesados estables se hallan más neutrones que protones, suponiéndose
que se necesita más de un neutrón para contrarrestar la repulsión entre protones.
Energía media de enlace por nucleón:
Como B aumentará con el número de número de nucleones, para poder obtener
una relación deestabilidades se trabaja con la energía de enlace por nucleón que es más
significativa: .
B = B/A MeV
Se observa que la energía de enlace por nucleón, alcanza un máximo (a unos 8.7
MeV) y con la excepción de algunos átomos ligeros el valor medio es de unos 7.8 MeV.
Puede verse que los núcleos serán más estables cuanto mayor sea su energía de
enlace por nucleón.
Fracción de empaquetamiento, se definecomo:
F.E. = (masa nuclear real – número másico) / número másico. Que será tanto
menor cuanto más estable sea el núcleo.

Desintegración radiactiva:
Muchos núcleos son inestables y se transforman espontáneamente o
artificialmente en otros núcleos con la emisión de radiación (energía), en estos procesos
pueden emitirse tres tipos de radiación, α, β, γ.
Radiación α: Los rayos α constan denúcleos discretos de 42He2+, observándose que
todas tienen la misma energía definida, o están divididas en un pequeño número de
grupos de energía definida, ya que este tipo de desintegración de un núcleo M (de
mayor energía) a uno N (de menor energía) puede hacerse directamente al estado
fundamental de N o a un estado excitado de N. Se expulsa carga eléctrica del núcleo,
por lo que cambia tanto Zcomo A, formándose un núcleo de elemento distinto de Z
dos unidades menor y A cuatro unidades menor, pero no hay cambio en la identidad de
los nucleones.
La mayoría de los nucleidos con A>150 son inestables respecto
a este proceso, para nucleidos más ligeros es muy improbable. Los intentos clásicos de
explicar esta radiación fracasaron pues la barrera de potencial era superior a la energíade estas partículas. Pero la mecánica cuántica dio explicación a esto a través del efecto
túnel, en la que la probabilidad de paso de dicha barrera no es nula y depende de la
energía de la partícula, de lo estrecha y alta que sea esa barrera. Esta probabilidad de
paso a través de la barrera es la que determina el período del núcleo radiactivo, y la
anchura de la barrera está directamente...