Vida media y radioactividad

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Introducción.
La radiactividad se define como la desintegración espontánea del núcleo de uno o más átomos. Este fenómeno fue descubierto en 1896 por Henry Becquerel, se refiere casi por completo a los elementos más pesados de la tabla periódica. Todos los elementos con número atómico mayor a 83 son radiactivos. Cada elemento radiactivo se desintegra con cierta rapidez.
La vida media (T½)operiodo de desintegración de un material radiactivo es el tiempo necesario que debe transcurrir para que se desintegre la mitad de átomos activos de cierta cantidad dada. Por ejemplo, si un isótopo tiene un periodo de desintegración de 5 horas y si inicialmente tenemos 10 Kg de él, después de 5 horas quedarán sin decaer 5 Kg, después de 10 horas quedarán 2.5 Kg, después de 15 horas quedarán 1.25 Kg yasí sucesivamente.
La T½ de una sustancia radiactiva está relacionada con su rapidez de desintegración, entre más corta sea la vida media de un elemento, mayor será su rapidez de desintegración y más radiactivo es el elemento.
El siguiente, es un ejemplo de desintegración radiactiva:
Ra Rn + He
Núcleo Núcleo Partícula
“padre” “hijo” “ ”

Cuando un átomo radiactivo se desintegra, laspartículas que están dentro de él (neutrón, protón y electrón) dan origen a otras partículas. Las partículas alfa y beta y la radiación gamma son las más características de un fenómeno de radiación nuclear; también se emiten otras como positrones y neutrones.

El decaimiento de un átomo radiactivo se expresa como una reacción química, indicando número atómico y másico de cada una de las especies de lareacción. Estas reacciones se llaman reacciones nucleares, y tiene características distintas de las reacciones químicas comunes.

Decaimiento alfa
Un ejemplo de emisión de una partícula alfa es la del polonio, elemento descubierto por los Curie:

El elemento que se forma después del decaimiento alfa tiene un número atómico menor en dos unidades y un número másico menor en cuatro unidadesrespecto al elemento que lo genera.
Decaimiento beta

Un neutrón puede transformarse en un protón al emitirse un electrón, reacción que puede escribirse de la siguiente forma:

El electrón emitido abandona el núcleo a altísima velocidad. En este proceso, el número másico no se altera (disminuye un neutrón y se genera un protón), pero el átomo que se forma tiene en su núcleo un protón más queel inicial; por lo tanto, el número atómico aumenta en una unidad. Un ejemplo de decaimiento beta es:

Emisión gamma

La radiación gamma se emite debido a cambios de energía dentro del núcleo. Su emisión no provoca variación en el número másico y tampoco en el número atómico. Simplemente se trata de un núcleo excitado que libera energía de esta forma:


El isótopo radiactivo inicial esdenominado padre o progenitor; el producto se conoce como descendiente.




Figura1. Poder de penetración de las partículas emitidas desde un núcleo radiactivo
Emisión de positrones

Cuando un elemento radiactivo emite un positrón, el elemento que se forma tiene un número atómico menor en una unidad y el número másico permanece igual:

Un positrón es idéntico a un electrón, perotiene carga positiva. Se representa como o bien debido a que tiene carga +1 y masa 0. Es muy probable que se forme en el núcleo cuando un protón se transforma en un neutrón:

Al igual que una partícula beta, un positrón tiene un pequeño poder de penetración.
Por ejemplo, el nitrógeno-13 se desintegra al liberar un positrón:

Captura de electrones o captura-K

La captura de electroneses un proceso en el cual un núclido “atrapa” un electrón de su nivel más interno (capa K, según la antigua nomenclatura) y convierte al protón en un neutrón:

Cuando un elemento experimenta el proceso de captura de electrones, su número atómico disminuye en 1, mientras que su número másico permanece inalterado.

Ejemplos de este tipo de reacción nuclear son:

Es necesario considerar...
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