Química Nuclear

Química nuclear

La química nuclear trata sobre:
1. Estructura del núcleo
2. Partículas subatómicas
3. Radiactividad natural y artificial
4. Reactores nucleares
5. Aceleradores de partículas

* Núcleo:
De las siguientes formas se puede encontrar. Núclido, nucléolo, nucleído, o simplemente núcleo.
Es la parte del átomo desprovisto de los electrones de la envolturaque por facilidad se considera en reacciones nucleares.
* Nucleón:
Es toda partícula que está en el núcleo o que puede formarse en el interior de un núcleo. Se divide en:
a) Partículas pesadas (Bariones) de masa similar al protón.
b) Partículas ligeras (Leptones) de masa similar al electrón.
* Partículas fundamentales o subatómicas
Son aquellas partículas en función de las cualesse puede explicar la constitución de un núcleo y las reacciones nucleares que ocurren.

Ejemplo: neutro → protón + electrón + neutrino
Simbología:
ZXA Donde: Z= numero de protones; A= numero de masa
-1e0 | Electrón negativo o β- |
+e0 | Electrón positivo o β+ |
1p1 | Protón |
1H1 | Átomo de protio |
1H2 | Átomo de deutrino (Deutrón) |
1H3 | Átomo de tritio (Trition) |
2He4 |Átomo de helio |
2α4 | Núcleo de helio |
00 | Fotón |
0n1 | Neutrón |
2ν4 | Neutrino |

Leyes de la química nuclear
1) En toda reacción nuclear se conserva el numero de masa y la carga
Ejemplos:
88Ra226 → 86Ra222 + 2He4
53I122 → 52Te122 + +1e0
19K38 → 18Ar38 + +1e0
8O15 → 7N15 + +1e0
2) En toda reacción la masa permanece constante

Masa de los reactantes = Masa de losproductos + ∆m
Ejemplos de algunas reacciones nucleares

En general
1) ZXM + 0n1 → ZYM+1 + 00
2) ZXM + 1p1 → Z+1YM + 0n1
3) ZXM + 2α4 → Z+1YM+3 + 1p1
4) ZXM + 1d2 → Z+1YM + 20n1
5) ZXM + 0n1 → Z-2YM-3 + 2α4
En particular
1) 25Mn55 + 0n1 → 25Mn56 + 00
2) 3Li7 + 1p1 → 4Be7 + 0n1
3) 20Ca43 + 2α4 → 21Sc46 + 1p1
4) 52Te130 + 1d2 → 53I130 + 20n1
5)27Co59 + 0n1 → 25Mn56 + 2α4

Radiactividad
- Desintegración radiactiva
- Natural
- Artificial

Z+2 | | | | | 2α4 (in) |
Z+1 | | β-1 (out)β +1 (in) | 1p 1 (in) | | |
Z | | n 1 (out) | ZX Z+n | n 1 (in) | |
Z-1 | | | 1p 1 (out) | β-1 (in)β +1 (out) | |
Z-2 | 2α4 (out) | | | | |
| n-2 | n-1 | n | n+1 | n+2 |

1) Si ZX Z+n emite una partícula β+(+1e0 )
ZXZ+n → +1e0 + (Z-1)Y(Z-1)+(N+1)
2) Si ZX Z+n absorbe una partícula β+(+1e0 )
ZX Z+n + +1e0 → (Z-1)Y(Z+1)+(N-1)
3) Si ZX Z+n emite una partícula β+(-1e0 )
ZX Z+n → -1e0 + (Z+1)Y(Z+1)+(N-1)
4) Si ZX Z+n absorbe una partícula β-(-1e0 )
ZX Z+n +-1e0 → (Z-1)Y(Z-1)+(N+1)
5) Si ZX Z+n emite una partícula 1p1
ZX Z+n → 1p1 + (Z-1)Y(Z-1)+N
6) Si ZX Z+n absorbe una partícula 1p1ZX Z+n + 1p1 → (Z+1)Y(Z+1)+N
7) Si ZX Z+n emite una partícula 0n1
ZX Z+n → 0n1 + ZYZ+(N-1)
8) Si ZX Z+n absorbe una partícula 0n1
ZX Z+n + 0n1 → ZYZ+(N+1)
9) Si ZX Z+n emite una partícula 2α4
ZX Z+n → 2α4 + (Z-2)Y(Z-2)+(N-2)
10) Si ZX Z+n absorbe una partícula 2α 4
ZX Z+n + 2α4 → (Z+2)Y(Z+2)+(N+2)

Cinética de las reacciones de desintegración radiactiva

Lasreacciones de desintegración son de primer orden: A→ Productos

In[Af][Ao]=-kt

InNfNo=-λθ
Donde:
λ = constante de desintegración radiactiva
θ = tiempo
N = numero de átomos, numero de at-g, gramos, desintegraciones por segundo, cuentas por segundo

Vida media (θ1/2)

Vida media de un elemento radioactivo es el tiempo que debe transcurrir para que una masa inicial del isotopo radioactivose reduzca a la mitad

θ1/2=ln2λ


90Th232 88Ra228 89Ac228 90Th228 88Ra224

82Pb21

88Ra224 86Rn220 84Po226 83Bi212...