domingo, 29 de septiembre de 2013

Radiactividad

¿Cuáles son las diferencias entre las reacciones químicas “ordinarias” y las reacciones nucleares?

La primera diferencia se relaciona con lo que ocurre a nivel atómico. En ambos casos hay un reordenamiento.
En las reacciones químicas “ordinarias” se rompen ciertas uniones químicas y se forman otras. Todo sucede a nivel electrónico, es decir, no en el núcleo atómico, sino entre los electrones de los últimos niveles.
En las reacciones nucleares, en cambio, no ocurre un reordenamiento electrónico, sino una transformación en el núcleo atómico.
La segunda diferencia tiene que ver con que en las reacciones químicas se liberan o se absorben cantidades relativamente pequeñas de energía. En cambio, las reacciones nucleares liberan grandes cantidades de energía.

Radiactividad

Los núcleos que son inestables por el desequilibrio de las fuerzas entre sus nucleones se desarman y, espontáneamente, pierden energía. Este fenómeno de emisión de energía nuclear se llama radiactividad.
El núcleo natural conocido más pesado es el de uranio 238 (238U), es inestable y espontáneamente se parte o fisiona, y emite partículas y radiación. Este proceso se representa en el siguiente esquema:
El uranio emite una partícula formada por dos neutrones y dos protones, lo que constituye un núcleo de helio (4He), llamada partícula alfa. El núcleo que queda disminuye su número másico en 4 unidades y su número atómico en 2 unidades: es el núcleo del torio-234 (234Th).
La transformación o transmutación puede ser espontánea, transmutación natural, o a partir del bombardeo de un núcleo con partículas o radiación, en este caso se denomina transmutación artificial.
Los elementos cuyo Z es mayor que 83 son radiactivos y se desintegran al cabo de cierto tiempo. Los núcleos producidos en la desintegración tienen menos energía que el núcleo original. Esta diferencia de energía se manifiesta en la energía cinética de los fragmentos y en la energía de la radiación emitida durante el proceso de desintegración.

Desintegración radiactiva y vida media

Entre las propiedades intensivas de los isótopos se encuentra la vida media. Esta característica, independiente de la cantidad de materia, indica el tiempo necesario para la desintegración de la mitad de los átomos de cada isótopo radiactivo. Cada núcleo posee una vida media característica, cuyos valores van desde milésimas de segundo a miles de millones de años. De acuerdo con esto, la desintegración radiactiva de los isótopos radiactivos resulta útil para determinar la antigüedad de distintos tipos de fósiles, rocas y obras de arte.
La vida media del carbono-14 es de 5730 años, por eso es útil para datar la antigüedad del material arqueológico.

La vida media del uranio-238 es de 4500 millones de años, la mitad de los núcleos de uranio-238 existentes en la Tierra han sufrido transmutación natural a núcleos de menos energía. En 4500 millones de años más, la mitad de los núcleos restantes de U-238 habrán decaído, es decir, quedará la cuarta parte del U-238 original.

No hay comentarios:

Publicar un comentario