Química nuclear

QUÍMICA NUCLEAR1
1. El núcleo atómico
Los resultados obtenidos a través de numerosas investigaciones conducen a pensar que el núcleo de los átomos está constituido principalmente por protones y neutrones, unidos por fuerzas atractivas intranucleares. Estas fuerzas son de tres tipos: protón-protón, neutrón-neutrón y protón-neutrón. Para que el núcleo sea estable, la magnitud de estas fuerzas hade ser mayor que la repulsión existente entre las partículas intranucleares.
Se cree que para facilitar la unión de tales partículas, otras partículas, los mesones-, están rodeando cada protón y neutrón. Es decir, el mesón-, sirve de unidad enlace. Por otra parte, parece ser que las partículas intranucleares están distribuidas en niveles de energía tal como están los electrones en el exteriordel núcleo.
2. Radiactividad natural
El descubrimiento de la radiactividad por Henri Becquerel en 1896, marcó el comienzo del estudio de la estructura atómica. Becquerel estaba investigando si existía alguna relación entre la fosforescencia mostrada por ciertas sales después de ser irradiadas por luz ordinaria y la fluorescencia que se notaba en un tubo de Rayos X. Para esto, envolvió una placafotográfica en un papel negro delgado y colocó encima un cristal de una sal de uranio (sulfato doble de uranio y potasio). Al revelar la placa, notó que la silueta del cristal aparecía en ella, indicando que había radiaciones provenientes de él. Al colocar una moneda u otro objeto cualquiera entre el cristal y la placa, Becquerel halló al desarrollarla, la imagen del objeto.
Experimentosposteriores con otros compuestos demostraron que era el uranio el responsable de esta actividad. Más tarde, Rutherford encontró que las radiaciones provenientes del uranio eran de dos tipos: una suave y de escaso poder penetrante que él denominó rayos alfa, y otra más penetrante que llamó rayos beta.
Poco después, Pierre y Marie Curie en sus trabajos sobre la pechblenda (mineral del que se extrae eluranio), encontraron una actividad mayor que la correspondiente al uranio presente. En 1898, ellos descubrieron dos nuevos elementos: el polonio y el radio, siendo éste el responsable principal de la mayor actividad en la pechblenda, ya que es aproximadamente un millón de veces más activo que el uranio. En 1910, Mme. Curie y Debierne obtuvieron radio puro por electrólisis de su cloruro fundido.
Fuerade los rayos alfa y beta, los elementos radiactivos emiten un tercer tipo de radiación: los rayos gamma. Para distinguir estos tres tipos de radiación se puede hacer el experimento que ilustra la Fig. 1. En él, los rayos provenientes de la fuente radiactiva, R, (que está encerrada en un bloque de plomo que tiene un agujero) se someten a la acción de un campo magnético. Si la dirección del campo eshacia adentro del plano del papel (hacia afuera del lector), se encuentra que hay dos clases de radiaciones que se desvían y otra que no.
En efecto, si observamos las impresiones logradas sobre una placa fotográfica colocada al frente de la fuente, hallamos que las radiaciones alfa se desvían hacia la izquierda, las beta lo hacen hacia la derecha, pero las radiaciones gamma no sufren alteraciónninguna en su trayectoria.
De experimentos análogos al anterior y de otros más complicados se logró determinar la naturaleza de las partículas que constituyen estas radiaciones, a saber
a) PARTÍCULAS ALFA : núcleos de helio
b) PARTÍCULAS BETA : electrones
c) RAYOS GAMMA : energía
Se denomina RADIACTIVIDAD NATURAL la emisión espontánea de radiación por un elemento radiactivo. Cuando uno detales elementos emite radiaciones, pierde parte de su masa convirtiéndose poco a poco en otro elemento. Este es el proceso denominado desintegración o transmutación.
La desintegración del uranio puede representarse mediante la ecuación:
+
que nos indica que el isótopo del uranio de número masa 238 se transmuta al isótopo del torio de número masa 234 por...