FENÓMENOS NUCLEARES

Y SUS APLICACIONES

ESTRUCTURA ATÓMICA

¿Cuál es la composición de un átomo?

Protones (+p)

Neutrones (n°)

Electrones (e-)

¿Cómo se

representa?

Ejemplos:11 protones

11 electrones

12 neutrones

13 protones

10 electrones

14 neutrones

199F

- 9 protones

10 electrones

10 neutrones

¿QUÉ ES UN ISÓTOPO?

Son átomos que presentan el mismo

número atómico pero diferente

masa atómica (Z= , A≠ )

Reacciones Químicas

Participan solo

electrones en la ruptura

y formación de enlaces.

Liberan o absorben

pequeñas cantidades de

energía.

Las velocidades de

reacción son afectadas

por cambios de

temperatura, presión o

catalizadores

Reacciones Nucleares

Participan protones, neutrones y otras partículas elementales.

Los isótopos se intercombierten entre sí.

Liberan o absorben grandes cantidades de energía.

Las velocidades de reacción no son afectadas por cambios de temperatura, presión o catalizadores

ES la emisión de partículas y/o radiaciones electromagnéticas que se

generan espontáneamente en los núcleos inestables de un elemento

radioactivo. Estos núcleos son llamados isótopos radioactivos

La desintegración de estos elementos produce tres tipos de

emisiones diferentes: alfa, beta y gamma.

• Desintegración Alfa ( α ):

En este caso el núcleo alcanza la estabilidad

emitiendo partículas alfa( 4 2He ), transformándose

en un núcleo de menor masa, con un Z menor en 2

unidades y un A menor en 4 unidades. La ecuación

general de esta desintegración es:

Ejemplo

• Desintegración Beta (β)

Puede ser de tipo negativa ( -1 0 e ) o positiva ( +1

0 e ) o β+

a) Radiación Beta negativo: Se produce cuando un núcleo

inestable emite una partícula idéntica a un electrón, con el

fin de mejorar la relación neutrones/protones.El nuevo núcleo

es una unidad mayor, pero su masa no varía.

b) Radiación Beta positiva: Se produce generalmente en

núcleos cuya cantidad de protones es superior a la de

neutrones. La partícula emitida se llama positrón. El nuevo

núcleo es una unidad menor, pero A no varía.

Z AX Z+1

A Y + -1 0 e

Z AX Z-1

A Y + 1 0 e

• Desintegración Gamma( δ ): La emisión gamma no implica

cambios en el número Z ni en A, pues o posen carga ni masa,

razón por la cual en un núcleo no produce cambios en su

estructura, sino pérdida de energía, gracias a lo cual el núcleo se

compensa o estabiliza-

Es el tipo de energía más poderosa conocido hasta ahora por el

hombre. Esta energía se puede obtener por FUSIÓN o FISIÓN.

Todos los núcleos atómicos a excepción del Hidrógeno tienen

protones y neutrones.

Cuando la cantidad de estas partículas es alta en el núcleo se

vuelve inestable y emite partículas o radiación

espontáneamente, conocido como fenómeno de radiación.

La radiación también puede ser producida artificialmente por el

bombardeo de neutrones u otras partículas produciendo cambios

en el núcleo, conocido como transmutación nuclear

FISIÓN NUCLEAR

Proceso en el cual se

divide un núcleo

pesado (A>200) para

formar núcleos más

livianos y uno o más

neutrones.

FUSIÓN NUCLEAR

Proceso en el cual

núcleos livianos se

fusionan para formar

un núcleo más pesado

y estable. En este

proceso se libera gran

cantidad de energía.

• Reactores Nucleares:

Una de las aplicaciones

pacíficas de la fisión nuclear

son los reactores nucleares ,

sistemas construidos para

generar energía eléctrica

aprovechando el calor

desprendido de una reacción

en cadena controlada.

• Central nuclear :

Esta formada por uno o más rectores

nucleares conectados a un sistema de

generación eléctrica

• Aplicaciones Bélicas:

Bombas atómicas (son las aplicaciones más

destructivas de la fisión nuclear, existe la bomba

atómica A , de Hidrógeno y de neutrones.

ISÓTOPOS RADIOACTIVOS

a) EN MEDICINA:

Se utilizan para detectar y tratar algunas enfermedades.

Por ejemplo al utilzar radiofármacos de vida media

discreta, se pueden estudiar órganos y tejidos sin alterarlos.

Ejemplos:

Yodo-131 tiroides

Hierro-59 glóbulos rojos

Fósforo-32 Ojos, hígado y tumores

Tecnecio-99 Corazón, huesos, hígado y pulmones

Sodio-23 Sistema circulatorio

b) EN LA AGRICULTURA:

La radiación gamma se irradia sobre las semillas para producir

mutaciones genéticas y así obtener variedades nuevas y mejoradas.

También se somete a radiación las semillas para que sean mas

resistentes a las enfermedades, y así las plantas crezcan mas

saludables y vigorosas, incrementándose la productividad de las

cosechas.

La preservación de alimentos mediante radiación es otra aplicación

benéfica. El alimento irradiado con radiación gamma y beta (de Co-60

y Cs-137) se puede almacenar por periodos largos, debido a que los

microorganismos que pudieran causar daño son destruidos con las

radiaciones.

c) FECHADO O DATACIÓN:

Haciendo uso de la definición de vida media (t1/2) de los

radioisótopos, es posible calcular la antigüedad de los restos

fósiles, minerales y plantas

El C-14 se emplea para determinar antigüedades de

materiales fósiles y especímenes arqueológicos, hasta 50000

años de antigüedad. Mas allá de este límite no es confiable.