tema 5: radiactividad - OCW-UV

TEMA 5: RADIACTIVIDAD
http://www.publico.es/ciencias/7378/
rostro/tutankamon/exhibira/primera/
vez
http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_del_libro
http://www.taringa.net/posts/info/1206502/Cienciay-ficci%C3%B3n.html
Física
María del Carmen Martínez Tomás
Curso: 2010-2011
¿Cómo determinar la
antigüedad de piezas
arqueológicas?
TEMA 5: RADIACTIVIDAD
5.3 (a) La desintegración radiactiva y sus leyes: descripción
cualitativa
  A. H. Becquerel (1852-1908)
descubrió por casualidad las
radiaciones nucleares
 
 
una placa fotográfica
guardada en un cajón quedó
impresionada por un
compuesto de uranio (Z = 92)
Pierre y Marie Curie
descubrieron el polonio (Z =
84) y el radio (Z = 88)
 
generaban aún más
radiaciones nucleares
http://www.telecable.es/personales/ricky00/premiados/fisica.htm
Física
María del Carmen Martínez Tomás
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
 
5.3 (a) La desintegración radiactiva y sus leyes: descripción
cualitativa

Fuente de uranio, en presencia de B :
x
x
x
x
x
v
x
x
x
¿F?
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
 
5.3 (a) La desintegración radiactiva y sus leyes: descripción
cualitativa

Fuente de uranio, en presencia de B :
 
CARGA POSITIVA
x
x

 
F = q v×B

F

v
x
v
x

F
x
x
x
x
+
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x

B
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
 
5.3 (a) La desintegración radiactiva y sus leyes: descripción
cualitativa

Fuente de uranio, en presencia de B :
 
CARGA NEGATIVA

 
F = −q v ×B

v

B
x
x
x
x
x
v
x
-
x

F
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x

F
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
 
 
5.3 (a) La desintegración radiactiva y sus leyes: descripción
cualitativa

Fuente de uranio, en presencia de B :
x
x
x
x
Radiación alfa (α)
α
γ
carga positiva, m grande
4
  núcleos de Helio: 2 He
Radiación beta (β):
 
 
carga negativa, m pequeña
  son electrones.
Radiación gamma (γ)
  sin carga eléctrica
  son fotones muy energéticos
 
 
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
β
x
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
¡TRANSMUTACIÓ
N DE LAS
SUSTANCIAS !
5.3 (a) La desintegración radiactiva y sus leyes: descripción
cualitativa
  Leyes de la desintegración radiactiva de Soddy y Fajans
 
1) Emisión de una partícula alfa:
 
 
 
92
2
 
A no cambia, Z aumenta en 1
234
Ejemplo:
Th → 0 e+ 234Pa
90
−1
A
Z
A
Z
X →−10 e+ Z +A1Y
91
3) Emisión de radiación gamma:
 
X →24He+ ZA−−42Y
90
2) Emisión de una partícula beta:
 
 
A disminuye en 4 y Z disminuye en 2
238
Ejemplo:
U → 4He+ 234Th
A no cambia, Z no cambia: reajuste energético
A
Z
X → γ + ZAX
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
5.3 (a) La desintegración
radiactiva y sus leyes:
descripción cualitativa
 
Familia del
thorio
Familias radiactivas
 
familia radiactiva:
 
 
 
 
un elemento original radiactivo
padre
todos los productos radiactivos
de su desintegración
hasta un descendiente estable
El descendiente estable es el
último de la familia
Figura 40.6 Tipler 5ª Ed.
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
5.3 (b) La desintegración radiactiva y sus leyes:
descripción cuantitativa
 
Características de la ley de
desintegración radiactiva:
 
Proceso aleatorio:
 
el número de átomos se
reduce, no sabemos cuáles,
pero sí cuántos (una
probabilidad del 50%)
 
periodo de
semidesintegración (T1/2 ó T):
tiempo que tarda un número de
átomos en reducirse a la mitad
Figura 40.4 Tipler 5ª Ed.
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
5.3 (b) La desintegración radiactiva y sus leyes:
descripción cuantitativa
 
Ecuación que describe el
proceso: N = N e − λt
o
 
 
 
No = nº inicial de átomos
N = nº de átomos en t
λ = constante radiactiva
λ=
 
ln 2
T
Comprobación:
N (t = T ) = Noe− ln 2 = No ⋅ 0.5
Figura 40.4 Tipler 5ª Ed.
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
5.3 (b) La desintegración radiactiva y sus leyes:
descripción cuantitativa
  Velocidad de desintegración:
 
velocidad a la que se
desintegran los átomos
dN d ( Noe−λ t )
=
= ( −λ ) Noe−λt = −λ N
dt
dt
 
es negativa, ya que hace
referencia a la reducción del
número de átomos
Figura 40.4 Tipler 5ª Ed.
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
5.3 (b) La desintegración radiactiva y sus leyes:
descripción cuantitativa
  Velocidad de desintegración:
  Se define la actividad
radiactiva (A) como la
velocidad de desintegración
cambiada de signo
dN
A=−
=λ N
dt
 
Unidad:
 
 
nº desi ntegraciones
s
1 s-1 = 1 Bq (bequerel)
Figura 40.4 Tipler 5ª Ed.
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
5.3 (b) La desintegración radiactiva y sus leyes:
descripción cuantitativa
  Cuando los elementos radiactivos se introducen en cuerpos
biológicos:
 
 
sufren una reducción por desintegración nuclear
sufren una reducción por expulsión biológica (sudor orina...)
 
Esta reducción se tiene en cuenta mediante el periodo
biológico de semidesintegración TB
 
De esta forma, el periodo efectivo de semidesintegración
vendrá dado por Tef :
1
1
1
Tef
=
TB
+
TF
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TEMA 5: RADIACTIVIDAD
Periodos de semidesintegración fisico y biológico de
radionúclidos utilizados en medicina
Lugar de
concentración
TF (días)
3
1H
14
6C
14
6C
24
11 Na
32
15 P
35
16 S
Todo el cuerpo
4.6×103
19
Tejido graso
2.1×106
35
Huesos
2.1×106
180
Todo el cuerpo
0.62
29
Huesos
14.3
1200
Piel
87.1
22
36
17 Cl
Todo el cuerpo
1.6×108
29
Núclido
TB (días)
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