EMISIONES ATÓMICASMARIE SKLODOWSKA (1856 – 1940)

(MADAME CURIE)

INTRODUCCIÓN

En 1895 Wilhelm Röentgen descubre los rayos X.

Al año siguiente Henri

Becquerel descubre laradiactividad natural. Meses después, el

inglésJohn Joseph Thomsomdescubre los

electrones.

Conclusión: El átomo No es la

partícula más pequeña.

LOS RAYOS X

1895 Wilhelm Röentgen descubre los rayos X.

¿Cómo? Estudiando lasemisiones de luz de un

tubo de descarga eléctrica observó que una pantalla cubierta con una sal fosforescente se encendía cada vez que conectaba el tubo de descarga.

PROPIEDADES DE LOS RAYOS X 1. Son radiaciones

electromagnéticas. 2. Se propagan en línea

recta a la velocidad de la luz.

3. Es imposible desviar su trayectoria mediante una lente o prisma.

4. Son radiaciones ionizantes (ionizan gases).

5. Pueden destruir células vivas.

6. Atraviesan la materia.

RADIACTIVIDAD

Descubierta en 1896 por Antoine Henry

Becquerel. Radiactividad es una

de las emisiones de energía atómica más sorprendentes y de mayor utilidad a la fecha.

Estudiando un mineral de Uranio

OTROS DESCUBRIMIENTOS

A fines de 1897 los esposos Curie descubren otros dos elementos radiactivos, el polonio (Po) y el radio (Ra).

En 1902 Ernest Rutherford demuestra que la radiactividad genera transformaciones espontáneas y de este modo un elemento puede transformarse en otro.

TIPOS DE RADIACIONES Los Curie identificaron tres

radiaciones de intensidad y naturaleza diferente en sus estudios con el Radio.

A estas emisiones les denominaron, alfa (a), beta (ß) y gamma (g).

Sin embargo, a la fecha se conocen otras dos formas anexas de emisión atómica (desintegraciones); éstas son:

la captura electrónica y la emisión de positrones.

PROCESOS DE DESINTEGRACIÓN

Se desestabiliza el núcleo, por impacto con partículas subatómicas o por colisiones con otros núcleos.

NATURAL ARTIFICIAL

Se producen cuando un átomo emite espontáneamente radiación, debido a que se encuentra

Inestable.

EMISIONES RADIACTIVAS:

EMISIÓN ALFA: 4

2He2+ Corresponde a

partículas con carga positiva +2 y 4 unidades de masa atómica.

Son núcleos de helio con poco poder de penetración y gran capacidad ionizante. Un ejemplo de ello es:

2

EMISIÓN BETA Son partículas con carga negativa

(electrones) que viajan a gran velocidad.

Se desvían frente a un campo electromagnético y son mucho más penetrantes que las radiaciones alfa.

Las emisiones beta provienen del núcleo producto de la desintegración de un neutrón*.

El átomo que queda de la desintegración aumenta en 1 su número atómico, pero mantiene su número de masa

Un ejemplo de desintegración beta es la del Torio-234.

EMISIÓN GAMMA Corresponde a radiación

electromagnética de alta energía; no poseen masa.

Se conocen algunos isótopos que emiten rayos gamma de forma pura.

Esta emisión gamma pura tiene lugar cuando un radioelemento existe en dos formas diferentes, los llamados isómeros nucleares, con el mismo número atómico y número másico pero distintas energías.

En la emisión de rayos gamma no hay cambios en el número de protones y neutrones en el núcleo, por lo tanto, no hay transmutación (cambio en la identidad de un átomo)

NATURALEZA DEL ÁTOMO La diferencia entre la

naturaleza de un átomo y otro está justificada en el núcleo atómico.

Dos o más átomos pueden tener distinta cantidad de neutrones en su núcleo pero seguirán siendo el mismo elemento, uno más “pesado que el otro”.

Ahora bien, si la diferencia está en el número de protones, entonces serán absolutamente

distintos.

NÚMERO ATÓMICO (Z) – NÚMERO DE MOSELEY

Corresponde a la cantidad de protones que hay en el núcleo de un átomo, este número identifica e individualiza a un elemento.

Si el átomo es neutro, el número atómico coincide con el número de electrones.

NÚMERO DE MASA O NÚMERO MÁSICO (A)

Corresponde a la cantidad total de partículas presentes en el núcleo de un átomo (nucleones).

ISÓTOPOS

Átomos de un mismo elemento que poseen distinta cantidad de neutrones.

A pesar de esto, el comportamiento químico para los isótopos es el mismo.

Ejemplos:

ISÓBAROS

Átomos de elementos diferentes que poseen el mismo número de partículas en el núcleo atómico (A).

Ejemplos:

ISÓTONOS

Iones de diferentes elementos con igual cantidad de electrones.

Ejemplos:

COMPORTAMIENTO RADIACTIVO Y SUS COINSECUENCIAS

FUSIÓN NUCLEAR: Corresponde a la

unión de núcleos ligeros con formación de núcleos más pesados y liberación de energía.

La bomba de hidrógeno es la reacción de fusión más conocida:

FISIÓN NUCLEAR

Es la división de un núcleo muy pesado en un par de núcleos de masa próxima a 60, proceso en el cual se libera gran cantidad de energía.

Ejemplo:

PERÍODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN O TIEMPO DE VIDA MEDIO (T½) Es el tiempo que

tarda una muestra radiactiva en reducirse a la mitad de su masa, independiente de la cantidad de muestra radiactiva.

Las vidas medias de los elementos alcanzan, desde una fracción de segundo, hasta miles de millones de años.

Algunos ejemplos:

RADIOPROTECCIÓN

Dependiendo del tipo de emisión existen diferentes materiales para uso como blindaje.

Por ejemplo las partículas alfa interaccionan con el medio absorbiéndose completamente.

Su alcance es de unos pocos centímetros en el aire, así las partículas alfa que tengan energías de 5 MeV se absorben completamente en unos 5 cm. de aire.

Cualquier partícula alfa es completamente detenida por una hoja de papel o por la capa basal de la piel

LAS PARTÍCULAS BETA

Tienen mayor alcance que las partículas alfa y pueden ser absorbidos por materiales poco densos como el aluminio.

Una característica particular es que, cuando se absorben por elementos de alto número atómico, como el plomo, producen radiación X de frenado.

LA RADIACIÓN GAMMA

Es radiación de alta energía que se detiene con bloques de hormigón.

APLICACIONES DE LAS REACCIONES NUCLEARES La propia bomba atómica tiene

aplicaciones pacíficas, los reactores atómicos ya están siendo ampliamente usados en navíos (que son recargados con combustible solamente después de 2 a 5 años), submarinos y produciendo energía eléctrica, esto es particularmente importante si pensamos que la Humanidad está entrando en una verdadera crisis energética.

ACTIVIDADES DE APLICACIÓN

1. Señale que tipo de protección utilizaría para detener efectivamente la radiación gamma

A) lamina de aluminio.

B) hoja de papel. C) la piel. D) hormigón. E) lamina de oro.

2. De los siguientes isótopos del hidrógeno: protio 1H1, deuterio 1H2 y tritio 1H3, el (los) que tiene(n) neutrón (es) en su núcleo es (son)

A) sólo propio. B) sólo deuterio. C) sólo tritio. D) deuterio y tritio. E) todos deben tener

neutrones.

Un elemento es radiactivo si:

A) su núcleo es inestable.

B) su masa es muy grande.

C) tiene muchos electrones.

D) tiene igual cantidad de protones y neutrones.

E) no tiene neutrones.

Todos los átomos conocidos están formados por las mismas partículas: protones, neutrones y electrones, ahora que un átomo sea plomo y otro oro, está determinado por la cantidad de

A) protones. B) neutrones. C) electrones. D) protones y neutrones. E) las tres partículas.

CUÁL DE LAS SIGUIENTES ECUACIONES REPRESENTA UNA TRANSMUTACIÓN NATURAL

TRANSMUTACIÓN NATURAL Cuando un núcleo emite

una partícula a o una partícula b, se forma un nuevo elemento.

Cuando el átomo expulsa una partícula a, el número de masa resultante es menor en 4 unidades y el numero atómico es menor en 2 unidades.

Cuando el átomo expulsa una partícula b, no se altera el número de masa y el número atómico aumenta 1 unidad.