El núcleo atómico y la radioactividad

El núcleo atómico y la radiactividad

h) Transmutación natural, artificial. Isótopos radiactivos. Fechado con carbono. Fechado con uranio

Transmutación natural:
Cuando un núcleo emite un rayo alfa o una beta se forma un elemento distinto. A este cambio de un elemento a otro se le llama Transmutación. Imagina el uranio 238, cuando expulsa una partícula alfa, en el núcleo quedan dos protonesmenos y dos neutrones. Un elemento se define como la cantidad de protones en su núcleo, así que los 90 protones y 144 neutrones que quedan atrás ya no son uranio, sino el núcleo de un elemento diferente: el torio. Esta reacción se expresa como sigue:

El producto de esta reacción es torio 234, que también es radioactivo.

Transmutación artificial:
Los antiguos alquimistas trataron por mas de2000 años en hacer la transmutación de un elemento para obtener otro. Se hicieron enormes intentos en convertir plomo en oro pero nunca lo consiguieron. De hecho se puede convertir plomo en oro pero no con los métodos rudimentarios que estos utilizaron. Las reacciones químicas implican alteraciones de las capas externas de nubes de electrones, de los átomos y de las moléculas. Para transformar unelectrón en otro se debe ir a las profundidades de las nubes electrónicas y llegar al núcleo central, que es inmune a las reacciones químicas más violentas. Para cambiar el plomo en oro se deben extraer tres cargas positivas del núcleo.
En 1919, Ernest Rutherford fue el primero de muchos investigadores en lograr transmutar un elemento quimico. Bombardeó núcleos de nitrógeo con partículas alfa, ypudo transmutar el nitrógeno en oxígeno:

La fuente de partículas alfa de Rutherfond fue un trozo de mineral. Con un cuarto de milón de trazas en cámara de niebla fotografiadas en una película de cine, mostró siete ejemplos de transmutación nuclear. El análisis de las trazas desviadas por un campo magnético intenso demostró que cuando una particula alfa choca con un átomo de nitrógeno, saledespedido un protón y el átomo pesado retrocede una corta distancia. La partícula alfa había desaparecido, absorbida por el núcleo de nitrógeno y transformando el nitrógeno en oxígeno.

Isótopos Radioactivos:
Todos los elementos se han transformado en radioactivos al bombardearlo con neutrones y otras partículas. Los materiales radioactivos son muy útiles en la investigación científica y en laindustria.
Los isótopos radioactivos al desintegrarse emiten algún tipo de radiación. Asimismo, aunque varían en la rapidez con la que se desintegran, los isótopos radioactivos principalmente emiten tres tipos de radiación conocidas como: rayosα,β y γ. Un isótopo radioactivo al desintegrarse forma nuevos isótopos, y al continuar las reacciones, finalmente el núcleo se convierte en un isótopo estable(no radiactivo). Los radioisótopos y los átomos radiactivos, aunque de naturaleza inestable, reaccionan químicamente con el átomo estable (las propiedades químicas las da el número atómico Ζ y el número de masa Α, que es lo que distinguea un isótopo de otro, correspondientes al mismo elemento), hasta el momento en que emite sus radiaciones y se transforma en otra sustancia estable.

Fechado conCarbono:
Los rayos cósmicos están bombardeando siempre a la atmosfera terrestre, y producen transmutaciones de muchos de los átomos en la alta atmósfera. Esas transmutaciones hacen que muchos protones y neutrones sean rociados por el ambiente. La mayor parte de los neutrones capturan electrones rapidamente, y se transforman en átomos de hidrógeno en la atmósfera superior. Sin embargo siguenavanzando largas distancias porque no tienen carga por tanto no interactúan electricamente con la materia.
Al final, muchos de ellos chocan con núcleos atómicos en la baja atmósfera, que es más densa. Cuando el nitrógeno captura a un neutrón se transforma en un isótopo del carbono, emitiendo un protón:

Fechado con Uranio:
El fechado de objetos más antiguos, pero de origen inorgánico, se realiza...