Ing Químico

Medicina Nuclear

1.Modelos atómicos:


Históricamente se han desarrollado diferentes modelos atómicos, desde los griegos que consideraban al átomo como la partícula de materia indivisible, pasando por el modelo tipo budín, el modelo de Rutherford, hasta llegar al modelo actual.



El modelo actual consta de un núcleo, compuesto por neutrones (sin carga eléctrica) y protones (concarga positiva), y una nube de electrones (con carga negativa) alrededor.

A su vez, se ha descubierto que los protones y neutrones están compuestos por partículas aún más pequeñas denominadas quarks. Mientras el átomo es bastante pequeño, el núcelo es 10.000 veces más pequeño y los quarks y electrones 10.000 veces más pequeño aún. Se piensa actualmente que los quarks y los electrones, junto conotros partículas son las partículas fundamentales de la materia.

Me= 0.9108 x 10-27 gr
Mp= 1.6724 x 10-24 gr
Mn= 1.6747 x 10-24 gr



El número de partículas contenidas en el núcleo se denomina número másico y es representado por la letra A, mientras que el número de protones y el de neutrones son representados por el número atómico Z y el número N, respectivamente.


AZXN

A:número de neutrones más protones
Z: número atómico
N: número de neutrones

Núcleos con igual Z, se denomiman isótopos y están representados en la tabla de nucleídos o de Segré. Análogamente, núcleos con igual N se denominan isótonos, núcleos con igual A, isóbaros, y núcleos con igual Z y N, pero con distintas configuraciones energéticas, isómeros.
Para un determinado Z, existen isótopos con unaconfiguración energética estable en el tiempo, pero también existen algunas configuraciones inestables que hacen que ese núcleo se transformen buscando una configuración más estable. El caso más sencillo es el Hidrógeno, cuyos isótopos 1H e 2H (deuterio) son estables y el 3H (tritio) inestable.



Los protones del núcleo por tener carga positiva se rechazan mutuamente, pero a pesar de esto,los núcleos no se desarman espontáneamente. Esto se debe a la existencia de otros fuerzas entre los nucleones, como la interacción fuerte y la interacción débil. Un balance entre las distintas interacciones entre los nucleones, determinan si un isótopo es estable o inestable.



2. Tipos de decaimientos:

Decaimiento :



Decaimiento -:


Decaimiento +:


Decaimiento :Fusión y fisión:




3. Tipos de radiación:

Protones

Neutrones

Partículas Alfa

Electrones

Positrones

Neutrinos

Rayos Gamma

Rayos X


4. Ley de desintegración radiactiva:
X


Y

Supogamos que se tiene una población (Nt) de núcleos radiactivos X que decaen a otro núcleo estable Y. El número de desintegracioneses proporcional a la población de núcleos y al tiempo. Es decir, -dNt =  Nt dt donde  es la constante de decaimiento. De otra forma el número de desintegraciones por unidad de tiempo es expresado por la siguiente ecuación:
-dNt =  Nt = At Actividad o ritmo de desintegración de la población de átomos Nt al instante t.
dt

Nt = No e-t

At = Ao e-t = Ao e-0.693t/T
T = 0.693 / tiempo en el cual Nt = No/2


Unidades de actividad:

MKS: Becquerel= Bq = desintegraciones / seg
KBq = 1000 Bq
MBq = 1000000 Bq

Curie = Ci
mCi = 0.001 Ci
Ci = 0.000001 Ci

1 mCi = 37 MBq


5. Modelos Nucleares:

La masa M(Z,A) de un nuceido de número atómico Z y número másico A está relacionada con la masa nuclear MN por medio de la ecuación:

M(Z,A) = MN + Z me –B(Z)

Donde me es la masa del electrón y B(Z) la energía de ligadura de los electrones. La energía de ligadura B(Z) de los electrones es despreciable y si nos referimos a la masa del núcleo, dejando de lado los electrones, obtenemos la siguiente ecuación:

M(Z,A) = ZMp + N Mn – B(Z,A)

Donde Mn es la masa de un neutrón y Mp la masa de un protón. Despejando la energía de ligadura B(Z,A):...