Química nuclearQuímica nuclearEl Núcleo atómico.

El hombre se ha preguntado desde hace El hombre se ha preguntado desde hace mucho tiempo, mucho tiempo,

”¿De qué está hecho el mundo?" y

”¿Qué lo mantiene unido?"

En la antigüedadEn la antigüedad De Grecia heredamos el anelo de explicar racionalmente el mundo. Apuesto a la aproximación animista o sobrenatural.En la Grecia antigüa, algunos pensaban que todas las cosas del mundo estaban compuestas por cuatro elementos:

Tierra (sólidos)Agua (Líquidos)Aire (gases )Fuego (?)Eter (Cuerpos Celestes)

Línea del tiempoLínea del tiempo

-

-

-

--

+-

+

-

--

+

-

--

+

-

-

--

-+

-

-

--

-++

300 A.C

1808

1887

1911

1933191

3

Hoy sabemos que el mundo Hoy sabemos que el mundo está hecho de está hecho de AtomosAtomosDemocritus (400 AC)Dalton (1800), Avogadro (1810), etc.

Sin Sin eembargo los mbargo los átomos no son átomos no son elementaleselementales sino que son dividibles sino que son dividibles Atomos - Nucleos - Nucleones - QuarksAtomos - Nucleos - Nucleones - Quarks

Particulas subatomicas…el Particulas subatomicas…el nucleonucleo

El átomo está compuesto de protones, neutrones y electrones.

El Núcleo aglutina casi toda la masa del átomo y contiene los protones y neutrones,

El protón tiene una masa de 1.673 x10-24 g, y una carga unitaria de 1.602 x 10-19 C.

El neutrón el ligeramente más pesado que el protón con una masa de 1.675 X10-24 g, pero no tiene carga.

Partículas subatomicas…los Partículas subatomicas…los electroneselectrones

El electrón tiene una masa relativamente pequeña de 9.79 X 10-28 g. (1/1836 veces la del protón) y una carga de

–1.602 X 10-19 C. (igual en carga pero de signo opuesto a la del protón).

La nube de carga electrónica constituye casi todo el volumen del átomo, pero, sólo representa un pequeña parte de su masa.

Nucleones. Protones y neutrones en el núcleo.

Isótopos. Átomos del mismo elemento con masas diferentes.

Isótopo de uranio, uranio 238 ó U-238

Núclido. Es un isótopo de cualquier átomo.

Radionúclidos. Núclidos que emiten espontáneamente radiaciones.

Núcleo atómicoNúcleo atómico

Núcleo atómico

Neutrones

Protones

Átomo y Núcleo atómico

RADIACTIVIDADRADIACTIVIDAD

¿Qué es?¿Qué es?Emisión espontánea de partículas y (o)

rayos por el núcleo de un átomo. A los elementos que contienen esta propiedad se les llama radiactivos.

Número de masa. Cantidad de protones y neutrones en el núcleo.

Número atómico. Número de protones

Partícula Alfa

Partícula Beta menos(electrón)

Antineutrino

Partícula Beta más(positrón)

Neutrino

Rayo Gamma(Fotón)

A, Z A, Z-1

A, Z+1

A-4, Z-2A, Z

A, Z

A, Z A, Z

DES

INTEG

RA

CIÓ

NA

LFA

DES

INTEG

RA

CIÓ

NB

ETA

MEN

OS

DES

INTEG

RA

CIÓ

NB

ETA

MÁ

SD

ES

INTEG

RA

CIÓ

NG

AM

MA

La radiactividad consiste en la emisión de partículas y radiaciones de parte de los átomos de algunos elementos. Son radiactivos aquellos elementos que tienen un número muy elevado de protones y neutrones. se transforman, por emisión de partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones), gamma (fotones), en otros elementos nuevos, que pueden ser o no, a su vez, radiactivos.

Radiactividad Natural.Radiactividad Natural.Es una propiedad del núcleo

Elementos radiactivos.

Declinación o decaimiento radiactivo.

Desintegración nuclear

Forman otros elementos

Estabilidad nuclearEstabilidad nuclear

Todos sabemos que todos los núcleos atómicos (a excepción del H1

1) tienen protones y neutrones.

Cuando la cantidad de estas partículas es alta el núcleo

se vuelve inestable y emite partículas o radiación espontáneamente, conocido como fenómeno de

radiación.La radiación también puede ser artificialmente por el

bombardeo de neutrones u otras partículas produciendo

cambios en el núcleo, conocido como transmutación nuclear.

Existen tres tipos de radiación:Existen tres tipos de radiación:(ionizantes)(ionizantes)

Alfa: es la emisión de una partícula compuesta por un núcleo de helio. Las partículas α son lentas y tienen bajo poder de penetración.

Emisión betaEmisión beta

Son las transformaciones dentro del núcleo, tienen un poder de penetración medio (6 mm ) y viajan a 1/10 de la velocidad de la luz.

Beta -: el núcleo se transforma de neutrón a protón por la liberación de un electrón

Beta +: se transforma de protón a neutrón liberando un positrón (un electrón con carga +) solo en forma artificial

Emisiones gammaEmisiones gamma. Gamma: se libera una onda

electromagnética al cambiar un

electrón de nivel. Los rayos γ viajan a la velocidad de la luz,

son energía pura y son extremadamente peligrosos. Estos

pueden ser detenidos por murallas de concreto (82 cms

aprox.) o paredes de plomo de un gran grosor (47 cms aprox.)

Radiaciones ionizantesRadiaciones ionizantes

Se dice que una radiación es ionizante cuando posee la energía

necesaria para arrancar uno o varios electrones a los átomos o a las

moléculas del medio irradiado. Es el caso de las radiaciones y y

también de las radiaciones electromagnéticas como son los rayos , los

rayos X y determinados rayos ultravioletas. No son en cambio ionizantes

en la práctica la luz visible, la infrarroja, las microondas ni las ondas

radio.

Serie radiactivaSerie radiactivaLos núcleos

radiactivos pueden sufrir varias desintegraciones en sucesivas etapas, hasta lograr un núcleo estable.

Los procesos de desintegración nuclear son exergónicos.

Vida media de los elementos Vida media de los elementos radiactivosradiactivos

Velocidad en que ocurren las desintegraciones nucleares. Los núcleos radiactivos se desintegran en forma

exponencial. Vida media de un elemento es el tiempo que necesita la

mitad de los átomos de una determinada muestra en sufrir una desintegración nuclear.

Isótopo Vida media Desintegración

Uranio-2384.500 millones de años

Alfa

Carbono-14 5.570 años Beta

Cobalto-60 5,3 años Gamma

Radón-222 4 días Beta

Energía nuclearEnergía nuclear

La energía nuclear es el tipo de energía mas poderosaconocido hasta ahora por el hombre. Esta energía se puedeobtener por FUSIÓN O FISIÓN nuclear. Todo comenzó con

Einstein cuando descubrió su fórmula E=mC² y según estafórmula cuando se pierde masa, ésta se transforma en

energía.La primera aplicación de práctica fue la bomba atómica, en la

cual se liberó cerca de 12 kilotones ( 12 ton. De TNT).Actualmente existen cerca de 450 reactores nucleares quegeneran el 16% de la energía mundial. La energía nuclear,

genera un tercio de la energía eléctrica que se produce en laUnión Europea, evitando así, la emisión de 700 millones de

toneladas de CO2 por año a la atmósfera.