Desintegracion radiactiva
Páginas: 6 (1321 palabras)
Publicado: 27 de abril de 2011
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Desintegración radioactiva
Marco Teórico
Los núcleos están compuestos por protones y neutrones, que se mantienen unidos por la denominada fuerza fuerte. Algunos núcleos tienen una combinación de protones y neutrones que no conducen a una configuración estable. Estos núcleos son inestables o radiactivos. Los núcleos inestables tienden a aproximarse a laconfiguración estable emitiendo ciertas partículas. Los tipos de desintegración radiactiva se clasifican de acuerdo a la clase de partículas emitidas.
Desintegración alfa: El elemento radiactivo de número atómico Z, emite un núcleo de Helio (dos protones y dos neutrones), el número atómico disminuye en dos unidades y el número másico en cuatro unidades, produciéndose un nuevo elemento situado en el lugarZ-2 de la Tabla Periódica.
Desintegración beta: El núcleo del elemento radiactivo emite un electrón, en consecuencia, su número atómico aumenta en una unidad, pero el número másico no se altera. El nuevo elemento producido se encuentra el lugar Z+1 de la Tabla Periódica.
Desintegración gamma: El núcleo del elemento radiactivo emite un fotón de alta energía, la masa y el número atómico no cambian,solamente ocurre un reajuste de los niveles de energía ocupados por los nucleones.
Vida media
La vida media es el promedio de vida de un núcleo antes de desintegrarse. Se representa con la letra griega τ (Tau). La desintegración nuclear es un proceso probabilístico (en concreto sigue la ley de Poisson) por lo que esto no significa que un determinado núcleo vaya a tardar exactamente esetiempo en desintegrarse. La vida media no debe confundirse con el semiperiodo, vida mitad, semivida o periodo de semidesintegración: son conceptos relacionados, pero diferentes. En particular, este último es de aplicación solamente para sustancias radiactivas.
Se ha comprobado que los isótopos de los elementos radiactivos presentan distintos grados de inestabilidad en el tiempo debido a que cadaisótopo experimenta una serie radiactiva particular. Para referirnos a la velocidad con que ocurren las desintegraciones nucleares utilizamos el concepto de vida media.
Cálculo de τ
Notación: En lo que sigue, átomos significa átomos de un isótopo radiactivo determinado.
* τ es la vida media.
* N(t) es el número de átomos en la muestra en el instante de tiempo t.
* N0 es el númeroinicial (cuando t = 0) de átomos en la muestra.
* λ es la constante de desintegración.
Durante un intervalo de tiempo dt, el número de átomos que desaparece de la muestra dN es igual a la variación de población de la muestra (nótese el signo negativo que significa incremento negativo o decremento):
La solución de esta ecuación diferencial nos da la variación exponencial de la población deátomos radiactivos con el tiempo:
La vida media τ, es decir, la duración promedio de un átomo radiactivo en la muestra resulta de la evaluación siguiente:
,
que integrada por partes da como resultado:
Relación entre la vida media y la vida mitad
La vida media (τ) es igual a la inversa de la constante de desintegración (λ).
Así, resulta también que τ es igual al tiempo necesario para que elnúmero de átomos se reduzca en un factor e; y se relaciona con el periodo de semidesintegración, vida mitad, hemivida o semivida, según la siguiente fórmula:
Aplicación
Existen en la naturaleza sustancias inestables que se transforman en otras, estas sustancias se conocen como radioactivas; experimentalmente se encuentra que la velocidad a la cual se desintegra es proporcional a lacantidad de sustancia radioactiva. Si M(t) es la cantidad de sustancia radioactiva en el instante t, la formulación del hecho experimental se puede enunciar como
dM/dt ∞ M
que al ser cambiada en una igualdad se traduce en
dM/dt = kM
donde k es la constante de proporcionalidad.
Los isótopos radiactivos tienen un elevado número de aplicaciones en la industria, en la investigación física...
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Desintegración radioactiva
Marco Teórico
Los núcleos están compuestos por protones y neutrones, que se mantienen unidos por la denominada fuerza fuerte. Algunos núcleos tienen una combinación de protones y neutrones que no conducen a una configuración estable. Estos núcleos son inestables o radiactivos. Los núcleos inestables tienden a aproximarse a laconfiguración estable emitiendo ciertas partículas. Los tipos de desintegración radiactiva se clasifican de acuerdo a la clase de partículas emitidas.
Desintegración alfa: El elemento radiactivo de número atómico Z, emite un núcleo de Helio (dos protones y dos neutrones), el número atómico disminuye en dos unidades y el número másico en cuatro unidades, produciéndose un nuevo elemento situado en el lugarZ-2 de la Tabla Periódica.
Desintegración beta: El núcleo del elemento radiactivo emite un electrón, en consecuencia, su número atómico aumenta en una unidad, pero el número másico no se altera. El nuevo elemento producido se encuentra el lugar Z+1 de la Tabla Periódica.
Desintegración gamma: El núcleo del elemento radiactivo emite un fotón de alta energía, la masa y el número atómico no cambian,solamente ocurre un reajuste de los niveles de energía ocupados por los nucleones.
Vida media
La vida media es el promedio de vida de un núcleo antes de desintegrarse. Se representa con la letra griega τ (Tau). La desintegración nuclear es un proceso probabilístico (en concreto sigue la ley de Poisson) por lo que esto no significa que un determinado núcleo vaya a tardar exactamente esetiempo en desintegrarse. La vida media no debe confundirse con el semiperiodo, vida mitad, semivida o periodo de semidesintegración: son conceptos relacionados, pero diferentes. En particular, este último es de aplicación solamente para sustancias radiactivas.
Se ha comprobado que los isótopos de los elementos radiactivos presentan distintos grados de inestabilidad en el tiempo debido a que cadaisótopo experimenta una serie radiactiva particular. Para referirnos a la velocidad con que ocurren las desintegraciones nucleares utilizamos el concepto de vida media.
Cálculo de τ
Notación: En lo que sigue, átomos significa átomos de un isótopo radiactivo determinado.
* τ es la vida media.
* N(t) es el número de átomos en la muestra en el instante de tiempo t.
* N0 es el númeroinicial (cuando t = 0) de átomos en la muestra.
* λ es la constante de desintegración.
Durante un intervalo de tiempo dt, el número de átomos que desaparece de la muestra dN es igual a la variación de población de la muestra (nótese el signo negativo que significa incremento negativo o decremento):
La solución de esta ecuación diferencial nos da la variación exponencial de la población deátomos radiactivos con el tiempo:
La vida media τ, es decir, la duración promedio de un átomo radiactivo en la muestra resulta de la evaluación siguiente:
,
que integrada por partes da como resultado:
Relación entre la vida media y la vida mitad
La vida media (τ) es igual a la inversa de la constante de desintegración (λ).
Así, resulta también que τ es igual al tiempo necesario para que elnúmero de átomos se reduzca en un factor e; y se relaciona con el periodo de semidesintegración, vida mitad, hemivida o semivida, según la siguiente fórmula:
Aplicación
Existen en la naturaleza sustancias inestables que se transforman en otras, estas sustancias se conocen como radioactivas; experimentalmente se encuentra que la velocidad a la cual se desintegra es proporcional a lacantidad de sustancia radioactiva. Si M(t) es la cantidad de sustancia radioactiva en el instante t, la formulación del hecho experimental se puede enunciar como
dM/dt ∞ M
que al ser cambiada en una igualdad se traduce en
dM/dt = kM
donde k es la constante de proporcionalidad.
Los isótopos radiactivos tienen un elevado número de aplicaciones en la industria, en la investigación física...
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