Radioactividad


Nucleído: es una especie dada de átomos caracterizada por un par de valores de Z (número atómico) y de N (número de neutrones en el núcleo). Se nombra con el nombre del elemento químico que corresponde a su respectivo Z, seguido por el número de masa (A=Z+N).

Isótopos: El núcleo de todos los átomos de un elemento particular contiene el mismo número de protones, pero difiere en el número deneutrones. Los núcleos que cumplen esta relación se llaman isótopos. Isótopos de Uranio son 234U, 235U y 238U. Las abundancias naturales de los isótopos pueden diferir sustancialmente. Por ejemplo, 116C, 126C, C y 146C son isótopos del carbono. La abundancia natural del 126C es de 98,9%, mientras que la del 126C es de sólo el 1,1%. Algunos isótopos no existen de manera natural pero pueden serproducidos artificialmente por medio de reacciones nucleares. Aún el elemento más simple, el hidrógeno, tiene isótopos. El núcleo ordinario de hidrógeno, 11H; deuterio, 21H y tritio, 31H. En la naturaleza hay sólo 15 átomos de deuterio cada 100.000 átomos de hidrógeno. La molécula de agua que se forma de la combinación de deuterio con oxígeno se denomina agua pesada y es la que se usa comorefrigerante y moderador en los reactores de uranio natural tales como el de Embalse y Atucha. Para obtener agua pesada “pura” se deben utilizar procesos artificiales.

Estabilidad de los nucleídos: muchos nucleídos existen permanentemente en la naturaleza. Pero se conocen también nucleidos que son inherentemente inestables. Estos átomos tienen una duración limitada y se van transformandoespontáneamente en átomos de un nucleído diferente. Por ejemplo, los átomos de sodio-24 se transforman espontáneamente en magnesio-24. La duración promedio de los átomos de sodio-24 es de aproximadamente 21 horas. Los átomos de magnesio-24 son estables. Los nucleídos inestables, que se transforman espontáneamente, se denominan nucleídos radiactivos o radionucleídos. Existen unos 280 nucleídos estables y“cuasi-estables” (de transformación extremadamente lenta), y unos 2000 nucleídos radioactivos.



RADIACTIVIDAD

Es la propiedad que presentan muchos nucleídos de emitir radiaciones espontáneamente, por desexcitación nuclear; o por cambio en el número de protones, de neutrones, o de ambos a la vez. (Radiación: energía emitida en forma de ondas)

Desexcitación nuclear: el núcleo de cualquierátomo (estable o radioactivo) puede hallarse en estado de mínima energía (estado fundamental) o bien en un estado de energía superior al del fundamental. En este caso, los núcleos emiten el exceso de energía, apareciendo ésta como fotones γ (cuantos de energía electromagnética) o electrones orbitales expulsados del átomo.

Transformaciones con cambio de estructura del núcleo: los cambios de losnúmeros Z o N tienden a conferir al nucleído una estructura más estable. En estas pueden ser expulsadas partículas α (núcleos de He); pueden ser transformaciones donde A no cambia, pero sí Z y N, con expulsión de partículas β (electrones y positrones de origen nuclear) o captura de un electrón orbital, y emisión de neutrinos; muy raramente pueden emitirse espontáneamente nucleones aislados; o porfisión espontánea. En ésta, un núcleo muy pesado (A>230) se divide espontáneamente en otros 2 de masas aproximadamente iguales. Estos fragmentos a su vez se van transformando, emitiendo neutrones y luego partículas β-, hasta llegar a una estructura más estable.
Las partículas expulsadas de los núcleos en estos procesos transportan consigo energía cinética considerable. Los fotones γ transportanenergía electromagnética. Ambas formas provienen del núcleo y representan por lo tanto energía nuclear. Ésta es alrededor de un millón de veces mayor que la energía que se obtiene de las combustiones.
Las transformaciones nucleares radiactivas son espontáneas y en ellas siempre se libera energía. Pero existen también transformaciones provocadas por bombardeo de núcleos con neutrones, iones...