Biofísica Radiactividad

Radiactividad

Dr. Alexis DEBUT, Ph.D

Radiactividad

Introducción

Radiactividad

Interacción con la materia

2 ∞
3∞
4 ∞
5 ∞
6 ∞

Serie de Lyman – 1906 (UV)
Serie de Balmer – 1885 (Visible)
Serie de Paschen – 1908 (Infrarrojo)
Serie de Brackett – 1928 (Infrarrojo)
Serie de Pfund – 1924 (Infrarrojo)

Se define como momento angular de una partícula como el
producto vectorial del vectorposición y el momento lineal.

L =r ∧p
p =m⋅v
En física cuántica el momento angular es cuantificado. Toma
valores definidas, como los valores de los niveles energéticos.

n⋅h
L=
2⋅

El espín no es el momento angular!
En una visión clásica, se “puede considerar” que el espín
es una rotación propia de una partícula
El espín permite caracterizar el comportamiento del campo asociado a unapartícula bajo del efecto de la simetría de rotación del espacio

Primero punto: si la partícula es considerada como puntual, que sentido físico tiene la
noción de rotación alrededor de su eje?
Segundo punto: si la partícula no es puntual, su velocidad de rotación en el ecuador tiene
que ser mayor que la velocidad de la luz.
Hipótesis: el electrón es una partícula esférica de radio “a”.
En este caso laenergía de masa es aparecida a su energía potencial electrostática,

2
q
2
mc ~
4  0 a

-15

El radio del electrón sale del orden de a ~ 10

m

Tomando en consideración que el momento angular del electrón es igual a h/2π

ℏ
L~a⋅m⋅v~
2

ℏ
v~
~
2ma

ℏ c 2 2  0
e

2

c
~
2

α es la constante hiperfina y es << 1, lo que significa que v > c, lo que contradice la teoría
de la relatividad.Conferencia de Solvay - 1927

(Hilera superior, de izquierda a derecha)
A. Piccard, E. Henriot, P. Ehrenfest, Ed. Herzen, Th. De Donder, E. Schrödinger, E. Verschaffelt, W. Pauli, W. Heisenberg, R.H.
Fowler, L. Brillouin.
(Hilera intermedia, de izquierda a derecha)
P. Debye, M. Knudsen, W.L. Bragg, H.A. Kramers, P.A.M. Dirac, A.H. Compton, L. de Broglie, M. Born, N. Bohr.
(Hilera inferior, de izquierda aderecha)
I. Langmuir, M. Planck, Madame. Curie, H.A. Lorentz, A. Einstein, P. Langevin, Ch. E. Guye, C.T.R. Wilson, y O.W. Richardson.

La ionización es la acción que consiste en quitar o
añadir cargas a un átomo o molécula. En este
caso el átomo o la molécula no es eléctricamente
neutro, a esto se llama ion. El proceso puede ser
físico o químico.
Las aplicaciones son numerosas:






Descontaminación alimentaria
Producción de energía eléctrica
Esterilización de materiales médicos
Estudio de los plasmas
Estudio de la materia
Detección de humo
….

Energía de primera ionización : es la energía
necesaria para extraer el primer electrón (en el
modelo de Bohr) de la estructura atómica. Es el
que tiene la energía más débil.

La irradiación puede ser alcanzada por radiación
delongitud de onda suficiente para expulsar el
electrón periférico. Cuando la radiación es de
fotones, se habla de fotoionización.

Energía de primera ionización

Impacto de electrones
Este tipo de ionización se utiliza comúnmente en
la espectrometría de masas. Un electrón emitido
por un filamento encuentra un átomo o una
molécula y el impacto saca a uno de sus
electrones.
Ionización térmica
Si nosproporcionan suficiente energía para
calentar un gas, su energía media puede llegar a
ser mas alta de su energía de ionización. Los
componentes de este gas pueden ionizarse con los
choques entre átomos o moléculas. Esto es lo que
sucede en la corona solar.

Ionización química
Se trata de una reacción entre una molécula e un
ion reactivo. El resultado será la transferencia de
un protón, o la creaciónde una otra molécula.
Ionización cuántica
Es un proceso donde el electrón pasa a través de
“la barrera de potencial” del átomo o molécula,
gracias a un intenso campo eléctrico. En
presencia de un intenso campo eléctrico “la
barrera de potencial” se distorsiona, y los
electrones se combinan con el núcleo y esto
provoca una emisión de energía que pasa la
barrera.

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