ESTRUCTURA NUCLEAR

X

A

Z

A : Número másico, cantidad de

protones más neutrones.

Z : Número atómico, cantidad de protones.

X : Símbolo químicoISÓTOPOS: el mismo Z pero distinto A

RECORDEMOS

¿QUÉ SON LOS RADIOISÓTOPOS?

• Entre los isótopos de un elemento, existen algunos más estables a través del tiempo.

• Otros son inestables y emiten radiaciones, éstos son los RADIOISÓTOPOS o NUCLEIDOS.

¿POR QUÉ ALGUNOS NÚCLEOS SON MÁS ESTABLES?

• La “fuerza nuclear” mantiene al núcleo unido. Los neutrones atrapan a los protones en una especie de red.

• Cuando la cantidad de protones es alta, el núcleo es inestable y se desintegra emitiendo radiaciones.

• La emisión espontánea de radiaciones se conoce como RADIACTIVIDAD NATURAL.

• La desintegración de un núcleo radiactivo produce gran cantidad de energía.

Radiactividad naturalFenómeno mediante el cual núcleos, que existen en la naturaleza, se desintegran con desprendimiento de energía.Radiactividad inducida o artificialSe produce en el laboratorio bombardeando núcleos estables con partículas de alta energía.

Radiactividad•Consiste en la emisión de partículas y radiaciones de parte de los núcleos de los átomos de algunos elementos. •Son radiactivos aquellos elementos que tienen un número muy elevado de protones y neutrones. •Estos elementos se transforman en otros elementos que pueden o no ser radiactivos.

Las distintas radiaciones tienen distinta capacidad de penetración en los medios materiales debido a las interacciones que intervienen en el proceso de frenado de las partículas y propiedades de las mismas partículas como masa, carga.

•Radiaciones alfa, beta y gamma.Los distintos tipos de radiaciones se clasifican según el poder de penetración con los nombres alfa, beta y gamma.

•Alfa: son núcleos de helio formados por dos protones y dos neutrones. Sólo penetran unas milésimas de centímetro en el aluminio.

•Beta: Son electrones rápidos procedentes de neutrones que se desintegran en el núcleo, dando lugar a un protón y un electrón. Son casi 100 veces más penetrantes que las alfa. •Gamma: son radiaciones electromagnéticas (fotones) de mayor frecuencia que los rayos X.

TIPOS DE DESINTEGRACIÓN• Los núcleos radiactivos presentes en la

naturaleza se desintegran normalmente mediante:

• EMISIONES DE PARTÍCULAS ALFA (α)• EMISIONES DE PARTÍCULAS BETA (β)

• Los núcleos radiactivos producidos artificialmente pueden presentar radiaciones α, β o γ, pero también pueden desintegrarse por:

• EMISIÓN DE UN POSITRÓN• CAPTURA DE UN ELECTRÓN K

• EMISIONES DE RADIACIÓN GAMMA (γ)

EMISIONES ALFA (α)

Este fenómeno de desintegración se representa con la siguiente ecuación:

Por ejemplo en el URANIO:

• Son partículas materiales, con la masa de un núcleo de helio.

• Están formadas por dos protones y dos neutrones.

• Sufren desviación contraria a los rayos catódicos.

• Tienen carga positiva +2.• Tienen masa muy grande y poca

penetrabilidad: las detiene una hoja papel.

EjerciciosPlantee las ecuaciones nucleares para el polonio y el radio que son emisores alfa.

+2

EMISIONES BETA (β)

Este fenómeno de desintegración se representa con la siguiente ecuación:

Por ejemplo para el Torio:

A

β• Son partículas materiales, con masa y carga

iguales a la de los electrones.• Abandonan el átomo a velocidades próximas

a la luz.• Sufren la misma desviación que los rayos

catódicos.• Tienen carga negativa -1.• Son más penetrantes que los rayos α: se

detienen frente a una lámina de aluminio.

EjerciciosPlantee las ecuaciones nucleares para el plomo -206 y el uranio-239 emitiendo radiación β.

EMISIONES GAMMA (γ)

γ• Consisten en radiación electromagnética de elevada energía y velocidad igual a la de la luz.

• No sufren desviación en un campo magnético.

• Tienen carga nula y se consideran sin masa.• Son altamente penetrantes: sólo pueden ser

detenidos por una lámina gruesa de plomo.

EMISIÓN DE UN POSITRÓN

IMAGEN CAPATURADA

EN UN PET CEREBRAL

TÍPICO.

Tomografía por Emisión de Positrones

• Un positrón es idéntico a un electrón pero tiene carga +1 en lugar de -1.

• Su símbolo es o

Ejemplos:

CAPTURA DE UN ELECTRÓN K

• El electrón situado en el nivel más interno de energía (n=1) “cae” dentro del núcleo.

• El resultado es el mismo que en la emisión de un positrón. Z disminuye una unidad y A no varía.

• Es más común en núcleos pesados, probablemente porque el nivel n=1 está más cercano al núcleo.

Ejemplos:

PERÍODO DE DESINTEGRACIÓN

• Toda desintegración natural ocurre de manera espontánea.

• Podemos calcular la probabilidad de que un núcleo se desintegre en un tiempo determinado.

• PERÍODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN O TIEMPO DE VIDA MEDIA (T ⅟2), es el tiempo necesario para que se desintegre la mitad de los núcleos presentes en una muestra de nucleido.

Períodos de semidesintegración

Desintegración de una muestra de 10,0 g de Sr-90

DATACIÓN CON C-14

Sábana Santa de Turín