LICEO Confederación Suiza

GUÍA DE APRENDIZAJE

Instrucciones: EVALUACIÓN DE LA UNIDAD TEMÁTICA Radiactividad

INSTRUCCIONES

Lea atentamente la guía y luego responda en grupo máximo de 2 personas la actividad entregada al final de la guía.

Para responder las preguntas puede respaldarse con información adicional del libro entregado por el ministerio u otras fuentes de información pertinentes como internet, textos, facsímiles etc.

---- Debe indicarse claramente nombres y números de lista de los alumnos

integrantes del grupo.

---- El formato de presentación es hoja tamaño oficio o de cuaderno bien

presentado.

---- Recepción: persona designada por Coordinados Académico Sr. Luis

Astorga.

--- Sólo debes entregar el desarrollo de las actividades. Tú te quedas con la

guía de aprendizaje.

Esta guía la puedes resolver en dos partes.

SECTOR: Química NIVEL: 4°Medio

PROFESOR(A): Genny Astudillo Castillo

UNIDAD TEMÁTICA: Química Nuclear

CONTENIDO: Fisión y fusión nuclear

OBJETIVO DE APRENDIZAJE: - Identificar reacciones de desintegración nuclear. - Comprender procesos de fisión y fusión nuclear.

Guía Fenómenos Nucleares y sus Aplicaciones.

Energía del núcleo atómico.

Algunos núcleos de determinados átomos son inestables, emiten partículas y/o radiaciones electromagnéticas espontáneamente, este proceso es la radiactividad. Cuando ocurre este proceso el núcleo se transforma, cambiando el número de protones y neutrones, por tanto formándose núcleos distintos. Henry Becquerel en 1896, observó por primera vez la radiactividad. Descubrió que los minerales de Uranio eran capaces de velar una placa fotográfica en ausencia de luz externa, por lo que concluyo que poseían la propiedad de emitir radiaciones espontáneamente.

Los diversos elementos radiactivos emiten distintas

radiaciones, algunos emiten radiaciones más potente

que otros, cada una de las cuales transforma el núcleo de distinta manera.

Los tres Hidrógenos tienen igual Z pero distinto A; Hidrógeno común no tiene neutrones,

deuterio tiene 1 neutrón, tritio tiene 2 neutrones. Ejemplo

Cuando el Radio se somete a un campo magnético, se comprueba que existen 3 tipos de

radiaciones.

Una está formada por partículas (α) con carga positiva, otras por partículas (β), con carga

negativa; y el resto de la radiación no se ve afectada por el campo magnético ya que no

tiene carga, son los rayos ().

Radiación α

- Idéntica al núcleo de Helio.

- Tiene carga +2

- Posee masa igual a 4u.

- Bajo poder de penetración en la materia, puede ser detenida por una hoja de papel.

- Alto poder ionizante.

Radiación β

- Idéntica al electrón.

- Tiene carga -1

- Posee masa igual a 0,00005 u.

- Poder de penetración medio en la materia, pueden ser detenida por una lámina de

metal.

- Poder ionizante medio.

Radiación ϒ

- Idéntica a la luz de alta energía.

- No tiene carga.

- No tiene masa.

- Alto poder de penetración en la materia. (Atraviesa fácilmente la materia) puede ser

detenida por un bloque de cemento o concreto.

- Bajo poder ionizante.

En reactividad se ocupa mucho el término isotopos.

Isótopos: átomos de un mismo elemento, o sea de igual "Z"(número atómico), pero de

diferente "A"(número másico). Es decir difieren en "nº" (número de neutrones). Ejemplos:

C12

6 (carbono 12, muy abundante) y C14

6 (carbono 14, radiactivo y muy escaso)

Ambos carbonos tienen igual Z pero distinto A; Carbono 12 tiene 6 neutrones, carbono 14 tiene 8 neutrones. (Los neutrones se calculan restando A-Z)

H1

1 (hidrógeno común, el más común), H2

1 (deuterio, muy escaso) y H3

1 (tritio,

radiactivo)

Radioactividad: proceso nuclear espontáneo por el cual un átomo (radioactivo) se

transmuta en otro de Z distinto, produciendo una radiación (energía). Existen tres tipos

de emisiones radioactivas:

a) Emisión de partículas +: corresponde a núcleos de 24

2 He , de carga positiva.

b) Emisión de partículas -: corresponde a electrones,

e0

1 , de carga negativa.

c) Emisión de rayos : radiación electromagnética de alta energía (alta frecuencia o baja longitud de onda) asociada a las otras dos emisiones y sin carga.

Ejemplos de emisiones radiactivas:

Perdida de dos protones y dos neutrones (emisión de partícula +):

E9

4 X5

2 + 24

2 He + rayos

Sabemos que se liberó una partícula alfa, porque de esa forma se conserva Z y A.

Transformación nº p+ (emisión de partícula -):

+ + rayos

¡OBSERVA! Balance de A: 9 = 5 + 4

Balance de Z: 4 = 2 + 2

Balance de A: 9 = 9 + 0

Balance de Z: 4 = 5 - 1

E9

4 X9

5 +

e0

1 + rayos

Sabemos que se liberó una partícula Beta, porque de esa forma se conserva Z y A.

Transformación p+ nº (emisión de positrón (corresponde a una partícula con

características de electrón pero de carga positiva.

e0

1 ):

E9

4 X9

3 +

e0

1 + rayos

Sabemos que se liberó una partícula positrón, porque de esa forma se conserva Z y A.

Procesos de emisiones radiactivas.

Fisión Nuclear: Proceso que consiste en reacciones donde un núcleo pesado de un

átomo se divide en núcleos más pequeños, emitiendo una gran cantidad de energía en el

proceso.

Este tipo de reacciones se originan cuando un neutrón impacta el núcleo de un átomo. La

energía del neutrón provoca la fisión del núcleo, donde se originan dos núcleos menos

pesados que el átomo original.

¡OBSERVA!

¡OBSERVA! Balance de A: 9 = 9 + 0

Balance de Z: 4 = 3 + 1

e0

1 rayos

e0

1+ + rayos

El ejemplo del esquema demuestra, la fisión del U-235, donde tres neutrones son

liberados, estos neutrones chocan con núcleos de U-235 vecinos, ellos pueden estimular

la fisión de estos átomos y empezar una reacción en cadena nuclear.

Esta reacción en cadena es la base del poder nuclear. A medida que los átomos de

uranio siguen dividiéndose, la reacción libera una significativa cantidad de energía.

Ecuación de fisión nuclear:

Fusión Nuclear: Proceso en el cual núcleos muy ligeros se fusionan para formar núcleos

más pesado y estable, soltando energía en este proceso.

Las reacción es de fusión liberan enormes cantidades de energía.

Un ejemplo son las reacciones que ocurren en el sol y estrellas, donde las moléculas de

hidrógeno son fusionadas en helio y elementos más pesados dentro de las estrellas,

soltando energía que recibimos como luz y calor.

Ejemplo: Bomba de Hidrogeno, donde la fusión de dos isótopos de hidrógeno (deuterio:

H-2 y tritio: H-3) forman núcleos más pesados y liberan gran cantidad de energía.

Ecuación de fusión nuclear:

Ejercicios:

I. Completa la siguiente transmutación radiactiva que se usa como método para

medir el tiempo geológico.

------------ +

II. El Rn222

86 es un gas noble radiactivo que se puede acumular peligrosamente en los

sótanos, debido a que es muy denso. Se obtiene a partir del elemento radiactivo

Ra226

88 . Completa la siguiente ecuación:

Ra226

88 Rn222

86 + .........

III. De acuerdo la las ecuaciones planteadas anteriormente, une con flechas según

corresponda:

Emisión de partículas + (24

2 He )

El elemento que se obtiene tiene el mismo A y

un Z de una unidad menor.

Emisión de partículas - (

e0

1 ) Se obtiene un elemento con un A de 4 unidades

menor y un Z de 2 unidades menor.

Emisión de positrones (

e0

1 ) El elemento que se obtiene tiene un tiene el

mismo A y un Z de una unidad mayor.

IV. Completa las siguientes reacciones nucleares:

V. La Fusión Nuclear corresponde a la unión de dos núcleos y la liberación de

partículas -

e0

1 ) o neutrones ( 01

0 n ). Completa las siguientes ecucaciones de

fusión.

a) Pu239

94 + 24

2 He ............ + 01

0 n

b) Cm242

96 + ............ Cf245

98 + ............

c) U238

92 + N14

7 ............ + 4 01

0 n

VI. Existen 3 Series Radiactivas Naturales, es decir sucesivas transformaciones radiactivas que partiendo de un nucleo radiactivo se obtiene finalmente un

elemento estable. Una de esta serie comienza con U238

92 y termina en Pb206

82 no

radiactivo. Completa la secuencias de reacciones.

a.

b.

____

c. ____

d.

e.

f.

g.

h.

i.

j.

k.

l.

m.

n.

VII. Lea el párrafo y analice las preguntas.

a. Plantea la reacción que representa la fusión nuclear descrita.

b. Señale las ventajas que tiene el deuterio como combustible en contraste con el uranio

y el carbón.

c. Explica por qué la fusión del deuterio con el tritio es un procedimiento no

contaminante.

VIII. Completar la especie que falta en las reacciones nucleares e identificar si es

reacción de fisión o fusión nuclear.

Tipo de reacción:_______________

Tipo de reacción:_______________

“A fines de 1993, un grupo de científicos de la universidad de Princeton (EEUU), luego de 20 años experimentando, lograron implementar el primer reactor de fusión, llamado Tokomak, que produjo en un segundo energía suficiente como para abastecer todo un pueblo. ¡Tres millones de vatios!. Esto fue posible gracias a la fusión entre núcleos de deuterio y tritio. Así, el deuterio promete ser el combustible del futuro: con 1 gramo

de deuterio se obtiene la misma cantidad de energía que con 4

gramos de uranio. Además la fusión no produce desechos

radiactivos ya que forma helio”.

Tipo de reacción:_______________

Tipo de reacción:_______________

Tipo de reacción:_______________

Tipo de reacción:_______________

Realiza un Ensayo “Consecuencias del lanzamiento de las bombas atómicas en

Hiroshima y Nagasaki