Quimica nuclear - Anales del Instituto de Ingenieros de Chile

Prof. Ina. Quimica nuclear PARTE SECUNDA Rodolfo Mebus 8. (I) (2) CAPITULO VIII EL Nl:CLFO Generalidades.-Para la determinacion de las dirncnsioncs de los atomos, y las moleculas, se hace uso de la difraccion e interferencia que sufren los rayos X, 31 pasar a traves de materia: hernos vista que estos rayos tienen UJ:18 longitud de onda de 10-8 cms., y est a dimension es com la distancia parable con Cuando a que ellos se encucntran en las dos indicadas mas an-iba. se trata de estableccr las dimensiones de los nucleos de los elementos, los rayos X longitudes sumumcnte grande. Pero, cuanclo se emplean rayos las substancias radioactivas. estos son difractados por la materia, alfa, emitidos por como si esta estuviera concentrada en puntos con carga clectrtca posit.iva y ejerciera son accion de que estas de sobre los ravos alfa de acuerdo repulsion expericncias indujcron a Rutherford clusiones sobre las dirncnsiones del nucleo se con la ley a cst ablcccr su de Coulomb: vimos modele atornico. Con establccieron. cuando se lIeg6 al resul tado de que los rayos alfa.que habian logrado penetrar al interior del atomo, hasta el nucleo, sufrfan brusco carnbio de direccion, que no era rcgido por la ley de Cou lomb. Despues de haber comprobado la existencia del nucleo en los atornos, y de co nocer los fcnomenos de desintegracion expontanea (radioactividad), se trato natural mente de efectuar desintegraciones artificiaics y de estudiar la constitucion del nucleo, En el afio mente 1919, Rutherford demostro que el nucleo de elementos era ligeros, exponiendolos posiblc desintegrar artificial a la accion 0 bombardeo de rayos alfa, y obtener la erruston de protones indicadas despertaron gran inrercs y varies investigadorcs clase de estuclios. Las experiencias continuaron esa Becker, en 1931, efcctuaban cxpcricncias bombardcando obscrvaron y que el berilio crnitia allado de los rayos gamma. iVeutr6n.·-Bothc y berilio con ravos alfa. Quimiea nuclear del autor han side recopiladcs lngenieros. (2) Vease ASALES de ,Julio de 1938 para la prlmera parte. (i) Los ernculos vende en sobrc c! Institute tie en un folletc que sc , I Lamina XII Lsmina XIII Anderson Anderson 1 ::. z: _ Jsmicos desviados par un campo rnagne izquierda electrones. a la derccl-a .c; positrones, El positron. a1 disminuye su atravesar una lamina de plomo, sufre velocidad y mayor des viacion. Lamina XIV l_;ill1ina XVI )o!iot-Curie Instalacion para acelerar al -_::,ar actual' sabre el gas, originan positr6n-electr6n. particulas empleadas en las transmucacicnes. Qutmica nuckar radiaci6n de una del radio. Los esposos mayor poder penetrante que los rayos gamma mas penetrantes J oliot-Curie, efectuaron la misma experiencia, de ionizaci6n, y observaron que al emplear mara 4(}/ particulas poco penetrantes, dr6geno), aumentaba notablernente de las empleando una ca pantalla para la absorci6n (substancia paratina que contienen hi agua 0 la corriente como en la carnara. elusion que la radiaci6n penetrante debia tener una movimiento los protones de la paratina para poner en de corriente en la camera. energla 0 Llegaron a inmensamente agua, y producir e1 la con grande aumento Chadwick descart6 la idea que las radiaciones tan penetrantes observadas at bombardear el berllio con rayos alfa, fuesen de naturaleza e1ectro-magnetica, pues, mas de los resultados ya encontrados, observ6 que esas radiaciones eran capaces de comunicar gran velocidad a nucleos de mayor masa que el proton. Dedujo que eran radiaciones constituidas por particulas materiales, de masa casi igual a la del prot6n; no tenlan carga electrica, por 10 cual al corpusculo se Ie lIam6 <neu a tr6n> . No cerca de poseyendo el un neutr6n carga electrica, no sufrira acci6n de repulsi6n at pasar es positivo, 10 que acontece con los rayos alfa, y en consecuen nucleo que produce ionizaci6n en 50 trayecto, en consecuencia, no podra ser detectado mediante la camara de Wilson, y sera necesario usar otros procedimientos para ello, como veremos mas adelante. cia tendra mayor poder penetrante que estos; ademas, no Positr6n.-En el afio 1932, el americano Anderson efectuaba estudios sobre los rayos c6smicos, que consisten de quantas 0 fotones de gran energla, y que vienen de los espacios, verticalmente a la tierra; se sabla que estos rayos, al chocar a gran materia, originan electrones. Emp[eando una camara de Wilson y un campo rnagnetico potente, encontr6 que a mas de [as trayectorias caracteristicas de [os electrones se observaban a1gunas cuya desviaci6n era contraria a [a de los electrones, 10 que indicaba que tenlan carga velocidad con positiva ([am ina 12); el largo del camino de la particula despues de atravesar una lamina de plomo co[ocada dentro de [a carnara, era unas diez veces mayor que el pudiera dar un prot6n; 0 sea que su masa era muy inferior a la del prot6n; ade mas, despues del paso a traves de [a [am ina de plomo, la velocidad ha disminuldo, y [a particula sufre mayor desviaci6n (lamina 13), con 10 que se prueba que se trata que en realidad de una particula positiva y no de un electr6n que va en direcci6n inver tida. 'positron>, tiene, pues, a [a del electron. de semejante magnitud m�a a los rayos c6smicos, a mas de observarse en fenomenos debido la materializaci6n es obtenci6n su por [nteresante muchos casos. La particula asi encontrada, lIamada electron positive carga positiva, y E[ positr6n, se encuentra en 0 una positron y el e[ectr6n [a misma masa, deben poseer gla semejantes; sus cargas pueden neutralizarse. Se ha observado que ernpleando rayos gamma de gran energia, actuando sobre el nucleo de elementos de peso ate mico elevado, se ernite un par positr6n-electr6n (lamina 14); inversamente, cuando de [a energia. Poseyendo el un POSitron 50 encuenrra ener con un originandose energla radiante en electron (es absorbido por materia), se destruyen forma de rayos gamma de direcci6n contraria. 402 Anales del institutIJ de in.,eniero., de Chile El descubrimicnto del positron rue un triunfo para la fisica habla indicado, por deducciones teortcas. Constilucion del diferentes: ultimas se tuvo neutron: y el descubrimiento de con antecedentes para construir capaz de aclarar gran parte de los 1933. pucs, que ahora conocemos cuatro nucleo.-Vemos, proton, electron, positron partfculas. teorica, pues Dirac existencia antes de su un partfculas estas dos modele de nacleo que era que con ei se relacionaban. La teorfa mas aceptada sobre la constitucicn del nucleo es la propuesta por Heisemberg, quien supone que <el nucleo esta formado por protones y neutrones>. Teniendo s610 el a el, proton mientras que problemas carga electric a, la carga del nucleo su masa se debe a los protones y se debe exclusivamente neutrones que en el se encuentran: el nucieo de helio, que tiene carga 2 y masa 4, tcndra. pues, 2 protones, los que apor tan 2 unidades de carga y 2 de !11aSa, y en ccnsecuencia debe tener tambien 2 neu trones, para completar la masa de 4 unidades. En general, si ponemos para el nucleo: Z nurnero at6mico A peso (N, de cargas 0 positives}; atomico; entonees: :\JO de protones N." de EI nucleo mas sencilio taria y masa en neutrones en es el del el nuclec el nucleo hidrogeno, el 0 sea proton, que tlene carga uni unitaria: para el tendremos: N," protones �." neutrones = = Z 1\ = -_ Z I I -- Le sigue el <deuteron»: estc es el nucleo del deuterio, 0 hidrogeno pesado, de sfmbolo D, e isotope del hidrogcno: el deuteron tiene carga 1 y masa 2, luego: N," protones �.l) neutrones se compot-e. pues, de I prot.6n Z A z 2 I -- y 1 neutr6n El nucteo de tr-itium ticne carga I y masa J: el tritium es geno; para el: N.O protones Z�l N.o !\-Z neutrones J - I 2 is6poto del hidro )03 Quimica l1uclear En la lamina 15, podemos ver la constirucion de varios nucleos: en ella indica aI nucleo por el sin-bole del elemcnto a que pertenccc, afectado de un Indice Ia izquierda arriba que indica el peso atomico redondeado a numero entero (yen :-n05 a consecuencia la clase de -responde a isotope la carga nuclear Si efectuamos que es), y de un representacion grafica una Indice a la izquierda abajo, que co numero atomico 0 de los nucleos existentes, llevando Lamina XV /-- ..... " / \ I 1+10 \ / 'o.!, _-"" / ...... I /-( I /-�, / " I \ ( \ +1 t(7;.. \I..!;J , I \ I 'o._1. "_ / ./ ,Hr .,..-- / ...... " (+J@ ) \ 'a!"--- /' I / Hoi eje el numero de protones, y en el otro el de electrones. obtendremos rectilineo, a 450 del origen (fig. 15). e- un =2i Energfa del nucleo.-Estando el nucleo constituido par un trazo particulas neutras y repulsion entre re-ticules eargadas positivamente, estas ultimas ejercen aceiones de y la consecuencia deberla ser que el nucleo se desmtegrara El aleman -ucleo exlstc -, Heisenberg una fuerza a'or determine que el y el Italiano de Majorana, inter-aeei6n nucleo sea mas aceptan que en el interior del los protones y neutrones, Y cuyo menos inestable ; si esta fuerza es su- entre 0 renor a 18 de repulsion electrostatica de los protones, el nucleo .. nucleo se desintegra es estable, si es menor 404 Anales del I "stitulo de 1 ngenieros de Chile Para efectuar la desintegracion de un nucleo, 0 sea sacarle un proton 0 neutron, veneer a esa fuerza de inter-accion, siendo necesar!o gastar cierta energia; debemos energfa queda dada por «cl defecto de energia mediante fa relacion de Einstein, 0 «efecto de empaque» esa masa> a como veremos reducido mas adelante. Teoria de Ganww.-Estando el rnicleo cargado positivamente, una partfcuia alfa, tam bien de carga positiva, al acercarse a el. sufre una acci6n de repulsion, "'--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+��-1 •••• ,10 'O�_4--�--�-+--+-_+--1---�-+--+--4�'--r--1 : :10 .,' I----I--+--f---+--f---l--+--t--t--+." •..:.r--r--j ., 'o,I---+--+--+--+--+--+--+--+--+--�L4--+__+ .. • : .. H�_+--+_��.��--+__+---r--�_t--t__;--� .. : .. 'O�_4 �--I�+--t_-+--+_--Ir-�--t__t--+_� __ . 6��:·�--�--t__+--+-_+--+--�_+--+__+---1 Fie. 15.-Representaci6n del nucleo de los diferentes elementos, funci6n del N,» de protones y que en neutrones. menor sea su distancia al nucleo: estas particulas podrian, siempre que tuviesen una energia (0 velocidad) sufieiente veneer esa fuerza de repulsi6n 0 «barrera de energia», como se la llama, y que los elementos pesados aleanza a 20 millones de clcctrones-volts (forma de medir es mayor mientras pues, entrar al nucleo para para la energia, y que explicarernos mas adelante). Se ha observado, sin embargo, que hay casas en que bordeando nucleos con -partfculas alfa, estas entran al nucleo y originan Ia ernision de un proton, sin que tengan 1a energia necesaria para veneer la barrera de energia: se ha alcanzado cier- 405 Quimic.a nucleal tos estados estados la en partfeulas alfa que la velocidad de las desintegracion es se aumenta, pero entre estos pequefiisima. Este hecho 10 explica e! ruso Gamow, suponiendo que cuando la particula alfa se encuentra al exterior del nucleo, sufre accion de repulsion' de parte de este, pero accion de atracei6n. Representando que cuando se eneuentra dentro de el. sufre una hecho, colocando la distancia entre el centro del nucleo y la par ticula alfa en un eje, y la fuerza que se ejerce entre elias en eI otro, vemos (fig. 16) la fuerza que era de repul que cuando la distaneia se haee igual al radio del nucleo. atraccion 0 negative. de si6n 0 positive, se transforma bruscamente en fuerza Se supone la existencia de «niveles de resonancia en cl nucleo», y cuando la partfcula alfa posee energia igual a uno de estos niveles, puede entr ar en el nucleo: graficarnente este f R • o J)/JTA NLiA [ENTRO Ai naturalmente que cuando elias poseen energia superior a la corrcspondiente a la barrera de energfa entonces pueden entrar todas al nuclco. y la desintegraci6n au con la velocidad. Se ha encontrado p. ej., que con Mg se observa em is ion continua de protones, 10' si la energfa de las particulas alfa empleadas para el bombardeo, es superior a 6.5 valorcs inferio de la a barrera valor para energla; electrones-volts, que corresponde menta . res solo se 10& observa desintegracion apreciable, si las energias corresponden a 6,3 de resonancia co niveles /Wg posee, pues, 106 electrones-volts; el nucleo de 5,7 rrespondiente a esos dos valores, Inversamente, una partfcula que salir de €1, si posee energfa suficicnte o a interior; al alcanzar se encuentra en para el interior del nucleo esa energia, aleja del nucleo. La teoria indicada explica, pues, la ernision de partfculas sabre ella disminuye Ierencia en ese a medida que enorme que se puede Ia fuerza de atraccion que obra sera cxpulsada can una fuerza que veneer se observa en alfa del nucleo. La di la vida media de las substancias radioactivas, 406 se Anales del Lnstituto u'e debe a que las de cuencia de mayor De acucrdn vida emit.en menor ingenieros partfculas de Chile alfa de mayor energia. yen conse velocidad. la teoria de Gan10\.... la particula alfa se cncuentra en el nucleo quantlstico, tal como vimos para los electrones planctarios de un atomo: el pasaje de la particula alfa, de un estado quantistico a otro produce la ernision de rayos gamma, tal como el pasaje del electron de una 6rbita a otra producia cmi sion de radiaciones electro-rnagneucas. en con , estado Neutrino. --Cuando un nucleo radioactive se dcsintcgra bajo cmision de rayos beta, la teorfa de las quantas establece que Ia encrgia debe ser constante siempre sc cumpla la ley de la conservacion de 1a energfa: a sea, que teniendo el atomo primitive y e! originado energia deterrninada, Ja particula emit.ida debe tener ener gfa de un solo valor. Sin embargo, se observan energias de todos los valores post que bles, hasta cicrto valor tribucion de energia maximo, alrededor de los electrones, y a esta continua dis la llama -espectro de los rayos beta». se Pauli y despucs Fermi. para explicar esta dificultad. supone que la ernisi6n de electrones esta acompanacla por la ernision de part iculas de masa muy pequefia, tal vez menor que la del electron, electricarnente neutros, a la que lIaman «neutrino». De acuerdo con teoria, la diferencia de energia entre el atorno original no la lleva s610 el electron, sino que se dividira entre el esta radioactive y el originado, electron y el neutrino en neutrinos can una pues, electrones y proporcion cualquiera; existiran, cantidad variable de cnergia, siempre que para cad a par electron neutrino, la energia total sea igual a fa diferencia indicada: COITIO el neutrino no se puede observar, aparecen s6lo los electrones can energfas de todos los valores posi bles. Debido trino, si es proptedades, a sus sera rnuy dificil observar que existe, y las experiencias hechas en este expecimentalmente al neu sentido han sido negativas. Elearones emitidos por el nucleo.- Hemos vista que el nucleo esta {ormado 5610 de protones y neutrones; entonces, Lc6mo es postble que los nucleos radioactivos emitan electrones, 0 sea particulas que no tienen? El italiano Fermi explica este hecho, suponiendo que el electron se forma en el nucleo radioactive en el memento de su ernision, tal eOlTIO en el caso del 8ton10. cuan do un se crea electron pasa de en esc una orbita memento, pues Segun Fermi, en cxterna a otra no el nuclco. existia un con intern a emite un quanta de luz que antenondad proton pucde transformarse en un neutron y serian mas que dos estados quantisticos diversos de la partfcu la pesada. Al transforrnarse un neutr6n (que no tiene carga electrica) en un proton (que tiene carga unitaria positiva) habria emision de carga negative (con 10 cual viceversa; ambos no el neutron quedaria cargado pcsitivamente aria instantc, en esc proton se en transfcrma de positrones, 10 que tificiales, como forma de en un se veremos un neutron. se tendrfa al proton), que se ere par electron-neutrino. r\ Ia inverse. cuando habria emision de electrones positives can algunas substancias radtoactivas observe tambien luego. 0 sea 0 un sea ar 407 Qulmica nuclear Anti-neu.trino.- En la emision de positrones par ciertos elementos inestables, una distribucion continua de energta, tal como en el caso del espec ha observado sc de los tro De beta. rayos Broglie supone la existencia de una partfcula analoga al neutrino, que llama el «anti-neutrino) Se supone que el anti-neutrino ttcnc que cl positron el con para electron, hay emision de energfa tr6n, igualmente pueden desaparecer . de Asi como uno a para en con el neutrino. la misma relacicn significado Fisico de perc el la destruccion de neutrino y un un idea est a no es positron por anti-neutrino con un ctaro un . elec emision mas quantos de radiaci6n. ha lIegado a In conclusion de que cl «proton negative relacion existc, pero que para con cl proton corriente, pcsit.ivo, no cs la misma con el positron, ya que ambos no pueden destruirse mutua la del electron para que Proton negativo.--Gamov..· su mente. Nudeo isomero.-I_a existencia del suposicion de la proton negativo, permite de nucleos que tienen el mismo numero atomico y la misma masa atomica: pero propiedades radioactivas diferentes. Dos ejemplos de este hecho extraordinario parece sc han establecido: a) el ura la del «nucleo isomero», 0 sea se X2, provenientes ambos del uranio X, por un proceso de desinte ernision de rayos beta y b) el radio I), isotope inactive del plomo 210 Pb, encuentra en el plomo ordinario en un 0,008(}{:. Si un nio Z y el urania gracion que con par de neutrones ha sido reemplazado nucleo par en un un prot6n positivo la carga nuclear y Ia masa atomica quedaran las mismas, y negative, obteniendose nucleos is6meros que tendran diferente cstabilidad, y en consecuencia entonces uno diferentes propiedades radioactivas. CAPITULO IX NUCLEAR Q[.;IMrCA se Generalidades. -v-Heruos vista hasta ahora que unos pocos elementos naturales dando origen a otros: es el caso de las transforma desintcgran espontaneamente, eiones radioactivas, elevada 0 baja, las cualcs podemos cstudiar. perc a presion, la trato de producir artificial mente Por otra parte, . Ambas res, y en tan cosas nuclear» que en a cerca se que se se controIar, Ia temperatura. este quimica fenomeno y cstudiarto de cerca. se Ilevan a cabo reacciones corriente entre los los electrones perifericos. Se pens6 si no cabo reacctones entre los nucleos de los atornos, llcvando a como han podremos las cuales aquella la cfectua intercambio atomos, seria posible llevar 0 sea se tales nucieos en no tiencn influencia sabre estos Ienomenos. EI hombre etc. no fuere necesario conseguido dividir entre en en la . actualidad, dos partes: la que obtienen nucleos estables. obtienen nucleos inestables, Y se tenemos refiere a asi la «Quimica reacciones nuclea 0 sea la «transmutacion artificial>, 0 la «radioactividad artificial». sea 408 Anales del I nsti!Ulo de I "genieros de Chile Antes de ideas que entrar en usaremos el estudio de estas reacciones, tenemos que Electron-Volt.--Para el estudio de las reacciones nuclcares. medida de energia una nueva unidad, el electron-volt, como energia que adquiere un volt. Esta unidad se un Si volt adelantar algunas continuamente. se ha introducido que corresponde a la electr6n que se acelera bajo Ia diferencia de potencial de le abrevia a E, V. y aun algunos ia Ilaman sencillarnenre dice que una partlcula rtene una energja de 10 millones E. V., significa que posec la energia que tomaria uri electron al acelerarse en un campo electnco, cuya diferencia de potencial fuese 10 rmllones de volt. se Valiendo en el sistema C. G. S., la = e masa de electron: un 10-" ergs; 4,77 y edemas: 1 I volt I E.V. ergs. 300 tcnemos: I 4,77 -- I E.V. ergs. . 300 10-" ergs. 1,59 Ejemplo.-Supongamos que queremos calcular la cnergfa del rayo alfa emittdo sabiendo que su velocidad es de 1,92 10' cm/seg. Sabemos que el rayo alfa es €1tOn10 de hello; siendo el peso atornico del helio por el Ra c, aproxirnadamente 4, particula sera: y existiendo 1013 atomos por 6,05 atcmo-gramo, cada 4 6,05 su energia 10'·' valdra: 1 -m 1 4 y' 2 2 6,05 1 O·� 10-' ergs. 12,3 o sea: = 12,3 . 10-' ---._ 1,59.10-" = 7,7 . 10e E.V. FV. (1,92 . 10,)' la masa de 2) Calculemos ahora la energia que corresponde a la radiaci6n gamma del to su largo de onda es de 5,10-" cm. no c, sabiendo que la energia ondulatoria obra como si ella estuviera fonnada por Sabemos que lIarnados fotones, cada uno de los cuales posee una energia. granos separados, h . v ergs. siendo: de h = cte. v = frecuencia v = Planck de 10-" 0,5 radiaci6n. = . la Pero: c en que: c = velocidad luz largo onda de la radiaci6n; luego la energia buscada valdra: c h -- ergs. I = 0,5 . 3. 10" ro-» 10-' 3,9 egs. 5. 10-11 3,9 10-' EV. = 1,59. IO-n 2,45. 10' EV. la mass Equivalencia entre masa y ene,gfa.-En la actualidad se admire que dada est! entre ambas La relation se puede transformar en energla, Y viceversa. por Ia igualdad de Einstein: E m c' en que: m masa: E energia equivalente c velocidad de la luz = = a 3 18 . rnasa m; 10" c(seg. Anales del J nstitutl> de I ngeriieros de C ile 410 de aqui resulta: I 9 = gr 10'" ergs. • La escala de pesos at6micos esta basada en el aromo de oxigeno, a1 cual se Ie asigna el valor 16, 0 sea sc dice que cor responde a 16 unidades de masas; siendo la masa del atomo oxfgeno igual a 2,64 t unidad de 10-12 grs., result a que: . 2,64 masa 10-" . grs. 16 En consecuencia, la energla que I encrgla u. masa = corresponde m.cZ a 2,64 = , I unidad de 10-" 9 , . masa valdra: 10" 16 = 1,49 IOJ ergs. , Y siendo: 1,59. Iq-" ergs = leV. resulta: 1 1,49 u. n13S3 = o 931 . 10-', ----- 1,59 . 10' e.' . 10-" V. aproximadamente: I u. masa Ejemplo.--I).-Calculemos energia sea 105 e V. 1000. 10' e. V. las unidades de masa ci6n cuya Tenemos: E 106 10' luego: E m c" e. V. 1,59 10" ergs. que corresponde a una radia Quimica nuclea,. 10' 1,59 . La radiacicn 1) Calculemos la a pues, 10_n unidades de 1,77 energia propia de () tendremos 10-" 1,77 corresponde, 10-" . 10�o 9 = 41 I un electron cuya rnasa. masa sabemos que vale: 10_18 grs. : E c' m 9 = 81 10" 9 10-" 10-' ergs. 81. 10-' e. 1,59. 509,000 V. 10_12 e. V. y masa en las transnluiaciones.--Las transmutaciones, como veremos, cabo, bombardeando los nucleos de los atomos, mediante diversas clases de' partfculas, 0 energies, que vienen a desernpefiar el pape! de proyectiles. Energia se llevan Si a una particula de masa m, se lanza can (fig. 17), no s610 hay que considerar la masa la energia Y2 m V2 que lleva la partfcula y que de acuerdo con la igualdad de Einstein, significa un aporte de masa. Si es energia la que se lanza sabre el \1 nucleo. habra que considerarla fot6n de energia h. f. como velocidad m, sino que y masa antes de la transmutaci6n Despues curre un no de vertficarse el tiempo un tamblen, nucleo de en el masa fen6meno, * ,/ Fig. 18.�Energfa y masa despues ' de la transmutaci6n choque de la partfcula ° energia can elnucleo, trans (segun Rutherford IO-H seg.) en que pasan en el cosas seguida explota el nucleo y llega a un estado de equilibrio, lanzando muy breve �larecjdas; en sabre un - Fig. 17.�Energ1a v, 4[2 i\nales del ! n.stituto de [ngenieros de Chile corpusculos de masa m', para los m'v'" 0 energia h. l, 0 ambos Por parte, el nucleo de su cuales masa M, hay se ha transformado cidad que toma, 0 del nucleo explosion puede venficarse de las transmutaciones ordinarias, radioactiva artificial. entonces Todos los valores indtcados deben (los fenomenos de desmregracion las reacciones a de M' que en uno se pone de los nucleos y siendo la masa se en 0 no considerarse, de los electrones cantidadesde materias Pero, que las pequefia, tan y planetarios (cuya reacciones que los de la . . pequefifsimas (atomos), quirnica indiquc unidades de son son ambos rniembros cl en hace la diferencia los mismos que en nucleates sc . can y no como las reacciones gramos 0 quimicas rnilfgramos cuando menos. las expresamos en g-ames. sino que en masa masa y energ!a.-La conservacion en una de la masa serie de casas, y de uni6n.-Sabemos que el en y energfa en la actualidad del litio de peso at6mico isotope consecuencia, en 3 neutrones. 3 3 protones 3 . su que hay una 1,00845 1,00807 que 3,02535 3,02421 6,04956 diferencia de: 6,04956 que representa la 6,01664, peso atcmtco debie o "sea: energla de correspondc - 6,01664 0,03342 = union de los protones y neutrones en elnucleo del Li& a: 0,03342 DeJecta efectuan para todos los calculos. Energia vemos la del las ecuaciones nucleares, salvo que expresa masas no esta formado par 3 neutrones y 3 protones; ra ser Ia suma de los pesos at6micos de: ve entre en uno u otro caso corriente. 10 contrario, las Conseroaci6n de la Se correcta forma analoga procedimientos empleados para detectar las substancias son sumamente sensibles, tncomparablemente mas las reacctones nucleares ha sido confirrnada emplea la nucleares Ademas. debemos Indicar mente se quedando masa estas reacciones cantidades usadas hemos vista, los como esras en eeuaci6n en trata se tenemos nucleares, debiera empleatse para los calculos, solo las masas atcrnos, expresadas siempre en unidades de masa ; pero Es conveniente hacer presente que en cn una pues, representan por €cuaciones atomo y del nucleo) los resultados de los calculos corrientes breve, muy forma progresiva y la de los mismo numero de electrones . tiempo un en quimicas). 'En las ecuaciones y energfa � choque y para e1 cual tambien hay que considerar la velo mas bien su cnergia Y2 M' u2 (fig. 18) u La y su movimiento debido al en se considerar tambien que de masa.-Se llama . a 93 I = 3 l,ll la diferencia . 10' entre e. V. el peso at6mico exacto y el U3 Quilnica nuclear numero entero mas proximo a este peso. Tambien se Ie llama -efecto de empaque>. De paso queremos observar que al numero entcro mas proximo al peso atomico. se le llama, a veces, «numcro de rnasa», y representa, como Vil110S, el numero total de particulas (protones neutrones) y Fraccion de entero mas empaque=Se llama proximo al peso atornico Ct» entran que en el nucleo correspondiente. al cuocicnte del defecto de Por exacto. masa y el numero ejemplo: 34,9796 34,9796 35 _.- --------- � 35 -- O,0005� diferencia fraccional, gencralrnente es exprcsada en partes de 10,000 0 sea 5,8, y quiere decir que el peso aromico del Cl3� cs 5,8 partes en 10,000 rnenor que cl valor entero 35. esta - Aceleracion de las siables en visto que para obtener resultados apre partfculas.-HcI110S las transmutaclones, es ncccsano darle a las particulas a usar la velocidad cuficiente. + t.. �;\T:ru' ! � .) .. +... .... • ! r/llUI'INA AI5LADORA __. f/NTA I; DE SfDA , �l Q� I _I 1 TIERRA � Fig, 19.-Sistcnla Van empladas en de Graeff para producir altas tcnsioncs las transmutaciones de los elementos. Los Iisicos ingleses Cockroft y Walton obtienen protones suficientemente veloces, haciendolos pasar par un tuba acelerador a1 cual se le aplica una diferencia de potencia de un mill6n de volts producidos en forma especial; un transforrnador de alta tension origina una corriente aiterna de 300,000 volts, y por medio de conden- Anales del instittl/o de ingenieroS'de ChLle IU dispositivos adecuados, es transformada en continua y aumentada unas 20 3 veces, (Lamina 16), Van de Graaff, emplca (fig, 19), dos bandas de seda sin fin, que lIevan carga conti posit.iva y negativa ados grandes esferas metalicas aisladas ; proporcionando una ten nuamente eiectricidad a las dos bandas de seda, se puede llegar a obtener sadores y _ sion de 10 millones de volts. unos en EE. ULT., ernplea un aparato de su mvencicn, Hamada «cycle acelerar los protones y deutones, Consta de una base metalica dividida dos mitades, a las cualcs se aplica una corrierrte alterna (fig, 20). En el espacio Lawrence, tron> para en entre Jas dos mitades se producen los protones tungsteno, colocando alii hidrogeno pacio indtcado. por la diferencia de 0 0 deutones medianteun filamento de deuterio: las part.iculas son atraldas en el es potencial, �' debido al campo rnagnetico perpen dicular a la base rnetahca, describen un semi-cfrculo. si el perfodo de la corriente alterna es iguaJ al tiempo que demora la part icula en recorrer el semi-cfrculo, sera atraida la otra rnitad, reccrrera otro senu-circulo. y as! sucesivamentc. En cada por vuelta, pasa cl . corpusculo de una Fig. 20.-·Cyclotr6n mitad a de Lawrence la otra, sufriendo la atracci6n del campo empleado en las transmcteciones. es mas sencillo pero electrico, y en cada vuelta aumenta su vclocidad. El cyclotron s610 el mas costoso que los otros aparatos empleados para efectuar la aceleracion: 60 toneladas: (lamina 17). magneto necesario para producir el campo, pesa el cyclotron de modo que las partfculas sa/gan de la camara Es , posible arreglar de aceleraci6n; en lamina 18 tencmos una Iotografle. cidad equivalente la que a .. a un 6 Itl" deuterones por segundo, produce ion de 3,8 corresponde cada las' particulas alfa que segundo expele I Kg, de radio, haz a a obtenida par L awrence, de micro-amperes y poseen una velo corresponden obtendrian al ser acelerados con 6 mtilones de volts; tal haz luminoso de deuterones que la y equivale CAPITULO X TRANSMUTAC10N Generalidades.--Entrarernos ahara a ARTIFICIAL estudiar los efectuar las desintegraciones y rcacciones nucleares, y sc han obtenido. a metodos empleados para analizar los resultados que 415 nuclear Quimica Hemos visto que algunos de los electrones planetanos de separados de €1 en forma faciJ, mediante descargas electricas al cabo de adecuado; separados, algun tiempo, y el atomo elcctrones han nuevas atomo un U otro ocupado pueden ser procedimiento lugar el de los ha reconstruido, se Si deseamos efectuar una transformacion permanente de un atomo, vemos que 0 ambas. que atacar su nuclco, para variar su masa, su carga electnca, E1 nucleo de un atomo se encuentra estabilizado por fuerzas cnormes, y en con tenemos emplear grandes energias concentradas secuencia tendremos que Las particulas de mayor energia cinet ica que antes se conocian. las alfa, emitidas espontaneamcnte por substancias radioactivas, dad, consecuencia, energia. Fue precisamente mediante el empleo de y poder efec para desintegraci6n. tuar su eran con las partfcu gran veloci en partfcuias alfa que Lord Rutherford, bombarded atomos. cuando l!eg6 a las conclusiones que Ie permitlercn emitir su teoria sabre la estructura del atomo, basandose en las deflexiones sufridas par la trayectoria de las partfculas. particula alfa llegue tan cerca de el, para sufrir una defiexion apreciablc en su trayectoria. Blackett ha logrado ahora, obtener interesanres fotografias de tal hecho, observando cuando Siendo el nucleo tan pequefio, particulas alfa se hacen pasar ples cheques elasticos. sin que es no traves de a se cprriente que oxigeno, una lamina efectue desintcgracion 0 19; se (rata reaccion entre aqui de sim la partieula y el nucleo. Primeras transmutaciones bardean son livianos, de empleando carga nuclear rayos baja, alfa.--Si entonccs 11 los elementos que las fuerzas de se born repulsion que p 'I� �.------------------------� Fig, 21.-Spintaroscopio, mediante el cual se constat-a la primera transmutaclon artificial. producen entre cl nucleo y Ia particula alfa no son muy elevadas. y puede suceder la que Ia partfcula se aproxirne rnucho al nucleo. y aun penetre en el: en tal case, estructura del nucleo sufre un rudo cheque y posiblemente una desintegracion. se Corresponde mero en nitrogeno producir Lord Rutherford, eJ merito de haber sido el pri desmtegracion artificial, al bombardear en 1919, atomos de nuevamente una mediante a particulas alfa. Lord Rutherford empleaba en sus pnmeras experiencias el sistema indicado Anales del Instituto de 416 y fig. 21. Consta de Ia en sacar el gas que (ntenieros de Chile recipiente R, cerrado, provisto de Haves para introducir en un extrema tiene una abertura tapada en su lamina de plata, L, y en su parte exterior por una pantalla un se va a estudiar ; parte interior por una fosforcscentc P, constituida por una placa de vidrio cubierta de sulfuro de zinc; productora de las part lculas alfa que se usan, va colo cada en el deposito V, el cual puede alejarsc 0 acercarse a la pantalla P. La particula alfa emitida por ia substancia radtoacr.iva, aun cuando €sta se en cuentre cerca de la pantalla, no puede alcanzarla por cuanto es absorb ida por 1a lamina de plata, y en consecuencia. a traves del rnicroscopio /\>1, no se observara nada de especial, AI llenar el recipiente can nitrogeno, Lord Rutherford, dcspues de experiencias y observaciones Ilevadas a cabo con extraordinaria paciencia, obser vo por el microscopic que aparecian puntos Iurmnosos en Ia pantalla; debian haberse prcducido, pues, partfculas de energia suficiente para atravesar la lamina de plata y producir lummosidad. Determine que esas partfculas eran nocleos de hidrogeno, la substancia radioactiva, o sea protones. EI atomo de nitr6gcno alfa, y ernitia un proton. se habia desintegrado por la accion de las particulas en el aparato indicado, eliminamos la lamina absorbente de plata, observa luminosidad, retirando la Iuente radioactive hasta a 7.1 cm. de la pantalla, la que se debe. a las particulas alfa, cuya cnergia 0 alcance corresponde a esa distancia, Si I1enamos el recipiente con hidrogeno. obtendremos protones ordinarios, y la fuente Si remos podra retirarse hasta una distancia de 28 ems: los puntos luminosos Ia pantalla se deben a los protones corrientes producidos por el cho de las partfculas alfa con los atomos de hidrogeno (ionizacion de estes). Al po que ncr nitrogcno en el recipiente, se producen protones de mucho mayor energia. y en consecuencia la Fuente radioactiva puede retirarse hasta 40 ems de Ia pantalla: esra lurninosidad no podra debcrse a protones corrientes producidos por accion de las particulas alfa sobre vestigios de hidrogeno en el recipiente, ya que estes t.ienen radioactiva observados un en alcanee de solo 28 ems En Iugar de colocarun gas en e] recipiente, podemos coIocar per ejemplo, una lamina de aluminio, vertical, y observaremos lurninosidad, retirando esta lamina hasta 80 ems. de la pantalla, del nucleo de aluminio que se deben a los protones de gran energia obtenidos . ai/a.-La cxperiencia de Rutherford nitrogeno con partfculas alfa habia. dej6 en ernision de protones. Se pens6 que seguramente el nucleo del nitrcgeno, despues de esa emision debra transforrnarse en cl nucleo de algun otro elemento, pero no se sabia si la particula habra sido absorb ida por el nucleo 0 no La explicacion completa se pudo efectuar debido a las experiencias de Blackett y Harkins, quienes mediante una carnara de Wilson provista de un dispositive au tomatico capaz de sacar una Iotografia cada diez segundos, estudiaron tal desinte gracion, obteniendo un film con 23,000 fotograffas: en estas aparecian 415,000 . Mecanismo de La transmutacion con rayos claro que al bombardear nucleos de . . trayectorias de partfculas alfa, bajo las cuales solo R indicaban la formacion de un proton. En tal fotografia, lamina 20, sc observa la trayectoria de 1a particula alfa, basta que choca can el nucleo de nitrcgeno, y en seguida la trayectoria coracteris- :yc10If(11l in�t<diL'O ,�(.: (�()lllnlbl;1 1<\ l.'nivcrsi. ;),1 en (�c\\'-l (Hl; 'J lao-rcncc /-1<1: de ,Jc,;tcfnncs de \1 0-·1 cvclorronc. \ snlicndo del 0 �C B CO 0 0 -- 0 C c - � � C' - - 0 Q �( - :;:. co _': :Or " co U c 0 2 ;; r! _.- � .- ;;� " � 0 " .� 2: - , -'i i,; � :1 , � " - i:. 0 � � :;. 417 Qufmica nuclear tica a1 prot6n, y sino que debia el nucleo de Je es masa masa biendo un nuevo conocimientcs nuestros can que la particula alfa 18 y carga mente, emitiendo de la de nitr6geno. De acuerdo servado trayectoria que no podia corresponder a partfcula alfa, nucleo: la partfcula alfa habla sido absorbida por una nueva ser 9, el prot6n un 17. De acuerdo conservarse que con entra en el actuales, la explicaci6n del hecho ob nucleo. dando origen a un nucleo de Auor, inestable y se descompone instantanea y transformandose en un nucleo estable de oxigeno las ncciones que hemos expresado anteriormente, y de es sumamente 1a carga, representaremos la reaccion nuclear indicada por la siguiente ecuactcn: en que E representa .la masa que corresponde a la diferencia frnal, 0 sea la energia cinetica que lleva el oxigeno y el y la la energia que Ilevaba la . Asi, per y respecto I) a partfcula alfa. particulas alfa.� Transmutaciones simila transmutaciones mediante Difereraes res ocurren con una serie de elementos livianos ejemplo, la energia inicial proton, disminuida en entre para el boro B" se . ha obtenido: la distribucion de la energia resultante, se distinguen puedcn ser los de mayor alcance Los protones resultantes rrespondiente varios y casas: energfa, co la ecuaci6n estudiada. a 2) Los protones pueden tener menor alcance y energfa, reteniendo el CI3 alga energia. y quedando en consecuencia, en un estado excitado. De los estudios efectuados se ha llegado a la conclusi6n de que los protones emitidos en esta clase de trans formaciones, estan formados por dos 0 mas grupos, cada uno de velocidad determinada. La diferencia de energla de los protones en estos grupos se debe a la emision de energia en forma de rayos gamma par el nucleo resul tante; resulta, pues, que en el nucleo bombardeado hay <niveles de resonancla» que efectuan una absorcion selectiva de las partfculas alfa de velocidad deter de Ia minada. Sin embargo, no todos los elementos al ser bombardeados por particulas alfa emiten protoncs. Ya indicamos que los neutrones habian sido descubiertos aI bom bardear bcrilio con rayos alfa: muy raras veces, una nucleo Be9, formando momentaneamente el nucleo Cr3 gie, cl que instancaneamcnte Apareciendo el exceso de se en es absorbida por el granexceso de el C12 estable y el neutron, ener forma de energia cinetica, repartida entre des integra energla particula en con un el nucleo de carbon Y cl neutron Mediante esta ccuaclon podemos determinar la velocidad del neutron EI nu- Anal ... del I ""titulo de I ngenieros de Chile 418 cleo del berilio supone C0111PUestO de dos se isotopo 4Be' peso atomico del particulas alfa y un neutr6n, luego el sera: 4,00216) + ,n' (2 el peso at6mico de 1a part.icula alfa, Y 011' el del neutron. La ener gia cinetica de la particula empleada equivale a 0.00565 unidades de masa. EI peso en que 4,00216 .atomico del es G('11 12,0036. Luego es tienc: se + 2He4 (2.4,00216) � + 4,00216 + on' + �Cl� ,11' + 12,0036 + O,OOR53 0,00565 ecuaci6n hemos colocado el peso atomico bajo cada elemento y tambien hernos considcrado Ia energla cinetica de la partfcula alfa, expresada en unidades en esta de masa; el valor de masa se que 0,00853 que pusimos observe de acuerdo (2 4,00216) + y equivale ,n' + en segundo miernbro, cl 4,00216 + 0,00565 (,n' + 12,0036) -. . 10' e. 0,00853 V. energia cinetica dividida Luego la energia maxima que puede tener el lO� e V. (suponiendo que el C no alcanzar a 7,8 debiendo aparecer como . 7,8 es la disminucion a: z.s siendo la es con: masa proton es sus V e del neutron similar razcnable suponer que vada para el 10' a = el nucleo de C y el neutron. neutron emitido por el torna energia cinetica): Be, puede y 10· cm/seg., 3,9 la del entre proton, segun velocidadcs rnaximas de 3,3. 10· em/ seg., que es sean calcularemos mas adelante, similares; la maxima obser similar a la deducida para el neu tron. Otras partlculas empleados ell las lranslnutaciones.--Se observe que las perticu las alfa eran capaces de efectuar transmutaciones s610 en elementos livianos. y no en los pesados, 10 que se debe a que al aumentar el peso de los elementos aumenta, como si6n sabernos, la entre carga estc y la de penetrar Cuando en se positiva del nucleo particula alfa y (que tiene se grande la fuerza de repul positivas), la que no es capaz haee muy 2 cargas el nucleo, pues, no posce la encrgla sufieiente descubrio el neutron, naturalmente se penso que debiera ser una particula muy eficaz para efectuar transmutacioncs de elementos livianos 0 pesados de los elec yen realidad asi se ha demostrado. Siendo neutro, no sufre accion por parte trones planet.aries, a del nucleo, Y siendo tan pequefio (su diametro posiblernente es Quimica inferior a 10_15 el nucleo, aun cm.) puede nuclear pasar libremente a 419 traves de esos electrones y IIcgar hasta cuando vaya can velocldad relativamente baja. Para producir neu trones, basta can colacar en un tuba cerrado berilio en polvo con unos 100 milt gramos de una sal pura de radio; se obtienen aSI, por el bombardeo del berilio median te las partfculas alfa de la sal de radio, alrededor de medic millen de neutrones par segundo; tambien puede ernplearse la emanacion en Jugar de la sal de radio, Perc en este case Ia producci6n de neutrones disrninuye can el tiempo en igual forma que decae el poder radioactive de 1a cmanacion Disponemos, adernas, del proton 0 nucleo de hidr6geno y del deuteron 0 nucleo del deuterio. T eniendo estes cargas unitarias, la fuerza de repulsion que aetna sabre ellos por parte de partfculas alfa, y nucleo al bombardearlo un consecuencia el en efecto la mitad de la que actua scbre las cs producido sabre elementos livianos es mucho mayor que con aquellas part iculas, y aun pueden tener acci6n sabre nucleos pesados. Se obtienen mediante descargas electicas a traves de hidrogeno y dcu terio gran respectivamente, energfa. y se aceleran mediante fuertcs campos electricos pal a darles Transmutaciones empieando neutrones _-Entre podemos mencionar como ejernplo, a) b) c) d) entre atras, a esta clase de L"L + on' _, .He- + ,1-1' rNI4 + on' _, �B" + �He4 &810 + on' � 6BI0 + on' ---1- , transmutaciones las siguientes ; 3Li' + lHet ,He' + -He' + IH·! Son interesantes las dos ultimas transmutaciones Ilevadas a cabo usando <neu (vease mas adelante). En el primer caso el isotope RIO absorbe un neutr6n y se desintegra en'un nucleo Li7 y una partfcula aifa. En el otro caso se desin tegra, originando un nucleo de tritium HJ.y dos partfculas alfa. En la lamina 21, tenemos una fotografia de este ultimo caso, obtenida par Taylor y Goldhaber, ex poniendo par varios dias a la accicn de los neutrones lentos una placa fotogrsfica. especial, impregnada con una solucion de un compuesto del boro; observando la placa desarrollada, con un microscopic de. gran aumento (9,000), se yen claramentc las trayectorias de las 3 partlculas originadas en la transmutacion, perteneciendo la mas large al nucleo ,HJ. trones lentos» Tran.smutaciones nlediante ciones que sufre el positivos de mesas. protones.-?v1uy estudiadas han sido las transmuta litio ; Oliphant, Sire y Crowter, mediante pasaje de iones de litio campo magnetico y electrostatico, lograron obtener separados los is6topos Li6 por un grs. de cada uno, de modo que como Li1, en en el espectrografo cantidades de 5 pueden efectuar experiencias bien . 10-8 sea con uno u de ellos. otro Con el or igina y se tal y un isotope Lie, inestable, el el Be? is6topo ,He' del helio proton que ocasionalmente es absorbido por el nucleo, se desintegra inmediatarnente en una part icula alfa que Anal .. del I nstituto de I ngenieros de Chile 420 Cuando el is6topo Li7 table neB, que pedidas dos partfculas alfa, las que son ex aproximadamente opuestas ; en la lamina 22 vemos claramente de dos de tales partfculas. fotcgrafiadas por Kirchner mediante la carnara de Wilson. La reaccion en es: -�. 2 ,Hl 1.0078 0,5 en forma primeramente el nucleo ines se direccion en trayectoria Ja bombardeado. es des integra inmediatamente se que E representa la . JHe' 2.4,00216 10' e E + 0,0181 + V. energfa liberada expresada en unidades de masa, y cuyo valor resulta ser, segun el calculo efectuado 0,0181, y equivale a 17. 106 e V; la ener gfe del proton usada es inferior a 0,5 10& e V. La energia total de las dos partfculas producidas sera pues: 17 < 10- + 0,5 . 10- e V. 10 que concuerda con 10 observado, pues del largo del camino de las dos particulas 106 en la camera de Wilson se calcula que la energia liberada es de 17, I alfa emitidas e V. Bajo ciertas condiciones se ha observado (Crane, Laritsen) que la transmute efectua bajo producci6n de rayos gamma de dos clases, can energias de 4 y de 12 107 e V; siendo esta suma sernejante al valor 17 106 e V recien calcula do, se deduce que en el nucleo resultante de la absorcion de un proton por el .,Li7, ci6n del Li7 se . . las partfculas alfa pueden fonnarse bajo des estados: a) En su estado base, cuando la energta aparece como energia cinetica ; b) 0 en un estado excitado, eJ que pasa a1 estado base en dos etapas, emitien 10' e V. dose le energia en dos fotones de 4 y 12 Si se Una bombardea el bora BIl con protones, tenernos: fotografia en que aparecen las trayectorias Ctlbert," tenemos en lamina 23. de las 3 particulas, obtenidas por Dee y Transmutaci6n mediante deu!erones.-Si deuterones actuan sobre el litio, tene- mas: C, + C' J + C, t J + C, , + ,D' ,D' s» s» aLi' + JD:. a J Si se __, 2lHe' Cl ' + __, 4Re8 + .n' __, 2,He' + ,n' __, __, J J C' + H' ,H' bombardean deuterones mediante deuterones, se obscrvan las dos reacciones: --� 5 4 1 11 o H -+ 1 He -13 2 421 Quintica nuclear ID! + ID2 -, .He- -I- onl ,0' -I- IDl --> ,H' y + r'T.1 Si la energia de los deuterones empleados para el bornbardeo en estas dos ulreacciones, es pequefia en comparacion con la obtenida, las dos partfculas en cada reaccion, seran expelidas en direcciones aproximedamente opuestas. Estas tirnas transformaciones e. se verifican ya, ernpieando deuterones acelerados 5610 can 20,000 V. Si deuteroncs rapidos (100,000 volts) actuan sobre cloruro 0 sulfato de deu 0 (ND.)- 504, se produce el tritium en cantidad suficiente para el espectrografo de rnasas: se encuentra I parte de el en 10· partes teroarnonio, N D. CI •• ser detectado de hidr6geno ordinario en El peso at6mico del tritium 'T·1, es: 3,0163 es menor que el dellje·l que vale 0,002 'f' 3,01699; en consecuencia el nucleo del T,; algo es mas estable que el del Hes, y la energia de union, determinada par la perdida de masa en la formaci6n del nucleo a partir de protones y neutrones, es mayor para el tri tium. Transmutaciones mediante rayos gamma.-No s610 se han efectuado transmu taciones, empleando para el bornbardeo partfculas materiales, sino que tambien se han obtcnidc tal clase de reacciones, sornetiendo los nucleos ciones de energia suficiente, las que sabernos de energfa 0 fotones. Si 2,62 se 10' someten deuterones V, e se obtiene a sc componen de a la accion de radia una serie de Ia accion de rayos gamma del torio granules c-, de energia (Chadwick-Goldhaber) Podemos aprovechar esta reaccion para determiner la masa del neutron. Se encontr6 que la energia del proton resultante era aproximadamente 0,25 V; por diversas consideraciones se I1ega a 1a conclusion de que la masa del tr6n (x) debe ser semejante a la del proton; luego debera tamar tambien una gia de 0,25 10. e V; tenemos: e . + 2,0136 de 2,62 + 10' --> oil' 1,0078 + x 0,25 10' 0,25. 10' aqui: x X = 2,0136 2,0136 - - 10' 1,0078 + (2,62 1,0078 + 0,0022 - 0,5. lOt e V) . 10. neu ener Anales del instituto de i ngenieros de Chile 422 luego la valdra: masa x e[ valor 0,0022 unidades de rnasa grar el Dz y equivale como vemos 1,008 = responde a la encrgia 2,12 106 e V. cor a Produce ion de pasitrones mediante necesaria para desinte gamI11a_---Interesantc cs Ia produccion con energfa de 2,6 10(0 e V, este se la observe metal. per energia que rayos de posit.rones por la aceion de rayos gamma del Lorio C, . sabre plomo: aI ser absorbido tales rayos maxima de las particulas positivas emitidas, estirnada por la de.iexion en el campo magnetico, era de J ,6 106 e V, y que muchas ten fan una energia menor que la mi . tad de tal valor; pudiendo corresponder esa energia a electrones provenientcs del exterior del nuclco, pues estes tienen energfa superiores a 2,6 lOa e V, la energia maxima de un par positivo-negativo Selia la surna de la corrcspondiente a cada par IOJ e V, 0 menos), ticula (la mayoria de las particulas virnos tenian energias de 0,8 no . . o sea: 0,8,10' + O,S. la' la = 1,6.10'< V. Chandwck, Occhialini y Blackett observaron en 1<)34, que al emplcar plomo, energia maxima de la partfcula positiva 0 positr6n emitida era de: (1,55 Estos datos nos tenemos que es; 0.03) sirvcn para calcular Ia m, mas a electron m, masa positron. c electron ± velocidad luz lO'e V. rnasa 9 del positron. Llamando: 10-" grs. 3.10" cm/scg. la energia necesaria para producir simultaneamente (equivalencia de Einstein): Siendo h un f la energia del rayo gamma, cuya absorci6n produce al de energia (la no gastada en la produccion) sera: . h . f - (m, + m,) par positron par, el exceso c' energia maxima que puede adquirir un positron a un par sitron-electron, que segun vimos era de (1,55 + 0,003) 10' e V. Reemplazando lares en la ultima ecuacion, tenemos: y correspondera a la po va Qulm ica 10' 2,62 nucu.ar 423 (m, + m,) c' (1,55 ± 0,03) 10' (m, + m,) c' (1,07 ± 0,03) 10' e V. (9 10-" + m,) .9 10" (1,07 'F 0,03) m, (1,10 ± 0,06) In, = - , = . = 10' = Iuego, de acuerdo con los datos de la cxperiencia rnencionada, resulta ser 1a masa del positron un lOj'�, mayor que la del electron, Y la energfa total para producir el par positr6n-electr6n vale (I,07 ± 0,03) 10' e V; es posible que experiencias mas 106 e V, 0 sea: precisas den para este ultimo valor el resultado de 1,02 , 2 10' 0,51 V e 10 que indicarfa que: o Sea la que: masa del electron serla igual El rUlefeo como a la del positron. Juente de energta.-EI riucleo del oxfgeno sOla corresponden a Ia masa: se compone de 8 protones y 8 neutrones, que 8 protones 8 .. 8 neutrones. J ,00807 1,00845 8 8,06456 8,06760 16,13216 y siendo su masa real de 16, se ve que hay una diferencia de: 16 0,13216 unidades de masa; en consecuencia, al producirse un 16,13216 oxigeno por union de sus elementos, a partir del hidrogeno, hay la dis-. minuei6n indieada de materia, que como sabemos .corresponde a una energia ra diante, euyo valor es de: - = atomo de o V. 123 10' 47,5 10-'3 calorias. e reaccion nuclear entre neutrones y protones, fabricasemos del oxigeno a partir hidrogeno, obtendriarnos una energia equivalente 600,000 toneladas de carb6n de 8,000 cal.. y cuyo valor es de unos 120 millones de Luego, si por una 264 grs. de a pesos. Exarninemos ahora el caso de la rcaccion: 2 .He,U' + ,!-I' 7,015 + 1,008 8,004 + 0,019 = = 424 Anales del I nstituto de I ngenieros de Chile produce empleando protones de unos cientos de miles de volts, y cuya ener es s610 equivalente a diez milesima de unidad de masa, En consecuen tenemos en esta reacci6n nuclear una ganancia de energia correspondiente a cia, 0,019 unidades de masa, 0 sea airededor de 18 10' e V, per eada 7,0015 unidades de masa de LiT que desintegrasemos, 0 sea de 8,004 unidades de masa de helio que produjeramos. se que gia cinetica Si a partir de litio fa�ricamos por reaccion nuclear con hidr6geno, 240 grs. de heho, obtcndrfamos una energta de 15 millones de kilowatts-hera. Al bombardear LiG con deuterones, obtenemos una energia de 22,5 millones de e V, como esta reaccion se puede producir ya con deuterones acelerados por una diferencia de potencial de' 20,000 volts, obtenemos una gananeia de energia en el proceso individual. Desgraciadamente, no tenemos medias para efectuar estas reacciones en forma eficiente, de manera que en realidad se tenga una ganancia efectiva de energia. En el ultimo caso, por ejemplo, de 10'8 deuterones que se emplean, solo I da en el nucleo del Li6 y produce reaccion, de modo que debemos entregar al sistema una energia muchisimo mayor que Ia que obtenemos de el: aun empleando deuterones con mayor energia, no hay esperanza de una ganancia efectiva de energfa en el pro eeso. Es en las nebulosas, estrelJas, 0 in transformen continuamente segun estos procesos, ex plicandose asi parte de la energia irradiada por tales cuerpos. posible terior del que las condiciones reinantes bajo sol, los atomos se Energia nuclear que llega a desintegracion ; supongamos que la tierra.-Estudiemos ahora el easo extremo de proton y el electron planetaria del hidr6geno se unan, neutr alizandose aSI las dos cargas, y desapareciendo el aton-e de hidr6el se transforrnaria en geno que energia radiante. El atomo de hidrogeno, de de 0,0015 ergs; !lamado f el rnasa 1 0,0015 y de aqui resulta la longitud 66 . � 10_24 grs. cor responde a una energia energia obtenida, tenemos h.f de onda de. la radiacion: l. 3 Esta . la frecueneia de la 10-" em. de onda correspondc por otra parte a la radiacion cosmica mas Por esta penetrante. razon, se ha supuesto que los rayos cosmicos provienen de la destrucci6n de la materia, llevada a cabo en el universe par aniquilamiento de un longitud proton can un electron. Millikan, por SU parte, basandose en experiencias efectuadas, lIega a la conclu si6n de que la radiacion cosmica nos viene en 4 grupos, can longitudes de ondas comprendidas entre 5,3 10-11 y 2, I 10_!l ems. E1 quanta calculado de acuerdo can estos valores es muy pequefio para deberse a la destruccion de un proton par un electr6n; en cambro corresponde para el primer grupo de radiacion a la energia de transrnutacion del hidrogeno en helio, y para los otros tres, a las energias de forma- Qulmica nuclear cion del o 0 nitr6geno 0 carb6n, del sili�io 0 magnesia 0 aluminio, y del fierro cobalto, respect.ivamente, a partir del hidr6geno. 0 sea, que los rayos oxigeno nlquel c6smicos 0 corresponderfan ia formacion de elementos a en el universo, y no a la des truccion de elias. Compton llega de a Ia conclusion de que los rayos cosmicos son electrones dotados velocidad, cuya energia varia entre 7 mil millones y 30 mil millones e V. Experiencias efectuadas parecen demostrar que al pasar a craves de materia, son absorbidos por los nucleos de los atomos, resultando en muchos casos en la desin tegraci6n de ellos. Pasando a traves de nuestro cuerpo. en un termino media de 15 por segundo, y teniendo un pcder penetrante muy elevado, los rayos c6smicos de beran descomponer muchos atomos y prcducir posiblemente efectos fisiol6gicos no sospechados, enorrne CAPITULO X[ RADIOACT[VIDAD ARTIFICIAL Las transmutaciones art.ificiaies que hasta ahora hemos visto, conducfan to un elemento estable. A fines de [933, los esposos Joliot-Curie, estudiando el bombardeo del alumi das al nucleo de nio mediante rayos alfa, observaron en Ia camara de Wilson, que al lado de la tra yectoria del prot6n resultante, habia tambien una trayectoria correspondiente a un positron. Encontraron adcmas, que alejando la fuente productora de particulas alfa, la emision de positrones seguia por algun tiempo. Se habra producido por pri mera vez, un cuerpo radioactivo en forma artificial. El nucleo de aluminio, per la acci6n de los rayos alfa, se transforma primera nucleo inestable, mente en un este emite una gen gen 0 sea un cuerpo radioactivo artificial; en seguide, partfcula para transformarse en un nucleo estable. Las leyes que ri la transformaci6n espontanea de este nucleo inestable,. son las mismas que rt a la radioact ividad natural La emis.on de protones en transmutaci6n esta se venfica de acuerdo con la reaccion: . edemas. y el para Ia ernision de positrones, f6sforo inestable aSI obtenido se se tienen las reacciones: descompone, a su vea, can emision de positro nes: Se comprobo que la radioactividad del nucleo inestable tenia un tiempo de 416 Anales del I n.stilulO de J flgel'lieros de Chile reducci6n mitad de 3.U minuto. a Quimicamcnte vic que se esta radioactividad estaba ligada a un cucrpo de propiedades iguales a las del f6sforo; asi, disolvtendo rapidamente en acido clorhfdrico el aluminio expuesto a los rayos alfa, y agregando algo de fosforo en forma de fosfato de sodio, la radioactividad es llevada por el (65foro que sale en forma de hidr6gcno fosforado Para el bora sc observe una transmutaci6n semejante : el nucleo ,N13, inestable, sc siendo de 14 rninutos tiempo de reduccion su dcscompone: mitad. a Se comprobo tarnbien que- varies otros elementos Iigeros. litio, f6sforo, sodio, zinc, fluor, expuestos al bombardeo mediante rayos alfa, originaban cuerpos radio activos. Revelaci6n de la radioaclividad dioactividad artificial se hace usa no se artificial.-En general, la camara de emplea Wilson, para el estudio de la sino que can ra mas frecuencia del contador de emitida por el nucleo hilo, con el que se pone en evidencia cada simple particula inestable, Siendo el tiempo de reducci6n a rnitad de un elemento una caracterfstica constante y deterrninada para cada elemento, al determinar este valor mediante cl contador de hilo, se determine el elemento; asi, siendo el tiempo de reducci6n a mitad para el nitr6geno de 14 minutes. al determiner mediante el contador, que para menta do un elemento cste tiernpo es de 14 minutes, se sabe que tal ele rutrogeno. es Se ha observado edemas. que un elemento presents la actividad maxima, cuan le ha sometido al bombardeo, per un tiernpo sernejante al periodo de reduc se ci6n a mitad del elemento radioactive a que da origen al ; asf para el bora, que origina bombar nitr6geno tadioactivo, la actividad maxima se obtendra exponiendolo al deo mediante particulas alfa, por unos 14 minutes Pero, solo mediante el contador a hila, sino que tambien mediante un pro puede identificar a In substancia radioactiva. Este se basa cn el hecho de que la substancia radioactive. al encontrarse en soIuci6n con Ia subs tancia sernejante, estable, se une a ella, y pasa por las mismas operaciones, ASt, no cedimiento qulmicc se Ia substancia irradiada cuyo numero at6mico quimicos corrientes, y se es disuelve, y semejante ; se se se Ie agrega las separa acercan sucesivamente que lleva 18 radioactividad, debe formado. SCI' is6topo pequeiia cantidad de aquellas seguida por los procedimientos al contador de hila; el elemento una en del elemento radioactivo que se ha Empleo de brotones .y deutones.�·-No solo se estudio la radioactividad producida empleo de partfculas alfa, sino que tambien se ernplearon protones y deutones, acelerados por adecuadas dtferencias de potenciales. ASI, para el C se obtuvo: per el Quimica nuclear .127 ,CIl + ,H' ---+ 7N!j ,NI:; --} �CJ·l + +IC Empleando deutones acelerados can 3 millones de volts, cleo inestable farm ado se desinregra enunendo y positrones se observa que e! IlU rayos gamma: bBIO + JH� ---+ 5C" + onl 6Clf __. 58" -t- +IC de neutrones.--Fennj y sus colaboradores cn Roma, fueron los prime neutrones, y observaron que las substancias radioactivas producidas par el bombardeo mediante particulas neutras, emit.ian electrones. Los neutrones los obtenian mezclando radio-emanacion (hastu 800 millicurie: un curie de substan cia radioactive es la carmdad de ella que prcscnta la misma actividad que 1 gr. de radio, y I millicurie, la milesima parte) con ber iiio en polvo, en un tuba de vidrio ; en la cercania se colocaban las diversas substancias a experimental', generaimente en la forma de cilindros. Mediante este procedimiento se ha iogrado activar 11135 de 40 elementos. En ei caso del aluminio tenemos: Empleo ros en usar a) t.iernpo de reduccion a mitad, 2,3 1.1Al27 J3Al18 b) tiempo de reduccion a c) tiempo de reducci6n minutos. + enl __. I.1Alls uS i18 + -,e -� mitad 10 minutes: mitad l5 horas: a JJAln + nNa24 on 1 -? � Jll\ra�4 + .Hel I�Mgll + �Ie Difererues transformaciones para el mismo nucleo.-Es interesante observer elemento puede obtenerse par diferentes procesos, EI aluminio radio activo puede obtener par cualesqutera de las siguientes reacciones: que un mismo I. ..... 2. 3 ..... .... 4. 5. Igualmente, mos . ... ...... un I1Mg2S + ,He· '3Al27 + ,H' TJAin + Qrll -+ uSi2S + ,n' _, + ,n' _, 'UP·)I nucleo, por diferentes visto, diversos nucleos: -+ -+ lJAl28 + ,H' 'JAlls + ,H' IJAl28 ,JAils + ,H' lJAl18 + .He' trans formaciones puede dar. como he- 428 Anales del 1 nstitulo de I ngenieros de Chile 'JAlJ7 + 2He4 0 � 7- � 1,IAin + .H' ,JAln + .n' 0 7- 0 -r- � aSilO uP30 13Apa _, + .H' + ,n' + ,H' uNa" + 2He' I2�1g'7 + .H' neutrones '3AI2� neut. - acelerados lentos Neutrones -lentos.-Fermi y colaboradores, al efectuar las experiencias con neu producto radioactive artificial que obtenfan, no poseia trones, observaron que el siempre la nuto, y 02n misma actlvidad: en Llegaron ernit.ia por ejcmplo, 100 electrones .por mi la conclusion que ella dependfa de la clase de subs la fuente de neutrones y al elemcnto por bombarcear, y obser s610 80. otro tancia que rodeaba a que e! mejor resultado un caso a obtiene, cuando la substancia que rodeaba era agua, general parafina, que contuviese hidr6geno en su molecule. Se explica este heche, suponiendo que los neutrones, antes de actuar, chocan can los protones de la substancia, cambian de direccion y pierden velcctdad, y que para rnuchas transformacicnes nucleares es mas eficiente el resultado, si el neutron tiene cierto varon 0 tiempo a en se una disposicion nucleo. contacto can el en para ponerse LAMINA XXIV ---. �. REt'IoN HI W' 90 ATOM/CD ............. 91 ............ 7' W T. . Tb ...... 92 ... ... P. Rt.lDlI R. . .... U .0· ./ .". / a.. • u, [!!!] In: .... /�, !l4 ..," ... Eka R. 1'tJO ArDMim ..... U- I PI Au I , ........ 95 _ .. ... EluOs • -ER.� .... IOa .. - ........... Eka Pt � •• - . Ek. 1 .. ERc- HEo..� �IJI' I !Ifi ..... ee- i-. I I. I Sl3 ............. I O. ,_ �7 ,- .. -- .... 2.� r--. EPt r E/� / .1'55 I I Tb �P#t - - ,--U ea- --)_1'.R_t: I Las elementos obtenidos a1 bombardear Uranio �n nuetrones. su colocaci6n perfodico, y su tiempo de reduccton _a mitad. en el sistema Bombardco del Urania.-Muy interesante es el resultado que se obtiene al bom bardear el urania mediante neutrones. Estas expertenctas fueron efectuadas origi nalmente par Fermi y colaboradores, y repetidas ultfmamente 'por Hahn y Meit ner, quienes empleando Del uranio con neutrones. serir de otros se neutrones obtienen tres Estos elementos rapidos y Ientos, llegaron a interesante resultados. diferentes clases de elementos al se elementos, los que ser bombardeado transforman, bajc emision de electrones, en una a SU vez emiten electrones (lam. 24). " t�. Au Quimica nuclear La primera serie se obtiene del uranio, por rige por las ecuaciones: hUZj8 + 0111 t2U1J, ____,. simple adicion de un neutr6n; se 8lU2Z1 ----+ PJX�J. 429 + -Ie" traves del elemento �JX 0 Eka-Rhenio, al Eka-Platino, el que a su vez Eke-Oro. de numero atornico 97. En la segunda serie de transforrnaciones, no se conocen basta 18 fecha los pesos atomicos que tendran los productos resultantes, pero se va tambien del uranin 92, a traves de los cuerpos de carga nuclear 93,94, a un Eka-Iridio 95, el que posiblernente emite partfculas beta y se transforms en un isotope del Eka-Platino. y se origina a el transmuta en La tercera serie se origins al absorber el ticula alfa, origmandose primeramente de un isotope del paladio y del uranio, Rhenio, can un se urania a un isotope del transforma neutron y emitir torio en un (90), tercer el que, una a par craves isotope del Eka el numero atomico 93. CAPITULO XII CONCLuSIONES E iMPORTANCTA DE LA QIJIMICA x u- CLEAR Hemos visto radioactivas, las ha sido posible obtener una serie de nuevas substancias seguramente son isotopes inestables que han existido en el sol, como que pero que han desaparecido y cl torio los tad, es al separarse y enfriarse la tierra, Posiblernente el uranio unicos sobrevivientes, debido a largo comparado COil la edad de 1a tierra. son Las transmutactones cantidades sensibles, susccptibles que aun esas se de verifican en que cantidades su perfodo de reduccion pequefiisimas y raras a veces mi en procedimientos de medida son tan pequefiisimas cantidades producen efectos apreciables en los ser pesadas; aparatos registradores Para los elemntos que tienen taciones debe ser muy grande. perc los muchos isotopes, el numero posible de transmu En muchos casas de transmutaciones artificiales, en especial mediante protones deutones, la energia emitida es aun mayor que la proveniente de los aromos radio activos. Sin embargo, la ganancia de cnergia proveniente de la transformaci6n ar tificial de los atomos, no parece ser posible, dentro de nuestro estado actual de co y nocimientos. Mediante el cyclotron, per accion de los deuterones sabre berilio, es posible obtener neutrones, con los cualcs sc han efectuado interesantes experiencias bio logicas, y se ha encontrado que t.ienen una accton entre 2 y 5 veces superior a la que se obtiene hacienda actuar rayos X sabre sercs animales. Igualmente mediante el cyclotr6n, es posible producir radio-sodio, cantidades equivalentes a 7'2 grs. de radio por Ia accion de deuterones sabre sodio: ·130 ;\'1ales del iru!ituto de Ingenieros de Chile Este radio-sodio ha side pequefias, empleando muy preparado tambien Fermi, por pero en cantidades lentos: neutrones Este sodio radioactive, en forma de cloruro de sodio, no se diferencia quimica del sodio corriente, y puede prepararse en forma de solucion e inycctarse en mente el viviente, produciendo radiaciones preferenciafes sabre la sangre por los reyes este procedimiento no es de usa clinico. pero presenta ser beta y gamma que ernite. Aun ventajas sobre el tratarniento De interes con rayos X Y radio. con tarnbien el err-oleo de los radios elementos artificiaies, como in dicadores, 10 que permitc el estudio de la distribucion de elementos diversos en los organismos vivos. La substancia por introducir en el organismo, se mezcla con un cs isotope radioactive: el radio clemente acompafia al isotope inactlvo. y se busca el organismo las rcgiones dondc sc producen radiaciones. Sc puede estudiar asi en la distrtbucicn el en ser Naturalmente que rreno biol6gico, viviente de este usn una scr!e de elementos. de los radio-indicadorcs sino que tiene gran aplieaci6n en no el estudio Y esta restringido al te comprobacion de for mulas y reaccicnes de qufmica corriente. Asi, por ejernplo, se ha tratado de averi guar si los dos atomos de S en la molecule del hiposulfito de sodio, pueden intercarnbiarse. Para resolver activo, bombardeando cloro el que sabemo y tiene un de acucrdo vi6 en esta deseompone bajo emisi6n periodo de reducci6n a la eual se de electrones: 1\1 azufre radioactive, obtcnido de azufrc corriente, y se le disol algo agrego mitad de 80 dies la prirnera reaccion, se Ie soluci6n de soda, conjuntamente con resultan de la con se prcgunta, Anderson prepare azufre radio neutrones, de acuerdo can Ia reaccion: can con .. el elora activo y el Iosforo activo que desintegracion del azufre, precipitandose obtuvo todo el azufre separados del clcro y en en ·seguida mediante Hel, forma de azufre elemental, y completamente fosforo. El azufre radioactive obtenido segun la primera sulfito : • Na,SO, + S • _, Na,S SO, reacci6n, se hizo hervir con Qutmica nuclear obteniendose el tiosulfato Se sabe que este NO, y H,O 8 18 ebullicion, segun: se descompone Se verfficc que refierc __, Ag,S + H,SO. + se azufrados de la han estudiado Cuando del Ag. 2 NaNO, operacion y el sulfuro y el acido obtenidos se probaron en 10 radioactividad, con el resultado de que 5610 eI sulfuro era radio esta a su , activo, pero no el acido, Se deduce que no se verifica mas de azufrc en la molecula del tiosulfato, ya que si tos por la accion • • Na, S SO, + 2 Ag NO, + H,O se 431 descomposicion debieran una ser un intercambio esto entre los ato ocurriese, ambos produc radioactivos. En forma semejante, serie de otras formulas ':/ rcacciones nuestro conocimiento de las transmutaciones sea mas completo, po la raz6n por la eual hay una abundancia mayor de elementos pares que irnpares y as], mediante el estudio de la constitucion del nucleo y el de la quf mica nuclear, no s610 habrcrnos ampliado nuestros conocimientos sobre los diferen drernos tes conocer elementos, sino que tambien sobre su abundancia relative en el universe. 432 Anai,s del lnstitulo de Ing'Mieras de Chile ANEXOS AKEXO I ISOTOPOS DE LOS ELEMENTOS (1) 1.:!cmcOTO < masil z "Neut ron o 1 I ' .. iidro,llcnr" 0085 1 .. I 2 .OU807 + &Jl 9Q,'J8 D 2.0142J + n.! 0.02 1 3.01GIO +54 IO-'? 1 LOI6\f9 + 56.6 , "'.(lOBo + l-Ielrc i !.itjn, Ra-Hc 8.4 6' B I a C '" "'.,eon .. ()�l�eno I ! Ra-<:. " o 7. " 7 7.01694 + 24.2 92.1 8 8.1)185 + 23.1 An. 9.013'i + + 14.6 20.6 0111 + 10.1 79. ·l 12 12.0176 -+ 147 Art, a .. an�: 0.02 " II. 0130 + 12 -l 12.0037 -+ t.o 11 13 0()69 -+ 5.0 11 J3.00:)5 -+ 7.3 Arc. 10.0 14 14.007(": -+ 5.4 ')<}.62 Esrablc '\rr 21 r)<}.1 + J. 10.0069 + 4.3 'Art.. Ra-O, 15 1'5.008> ...;... 5.7 I. 16.0OOU + 0.00 !Arc f9.76 17 17.0040 + 2.3 0.04 18.0065 -+ 3.6 a.20 17 ]7,0077 + 4.5 I') l(}.OOOO -+ O.O±1 l'An. 100 An 0.7 m 9'>.0 10,0 � 2.1 m. .2 m. 12 � Establc 0.7 9.73 22 Arr. >J,<Ja 2J 100 r:Stable Ra-Na. 24 Art. CQnlO anexo esra listu de elementos '! SlIS prmcjpfos de 1937. hnras ; rn B- 0.27 Ra-Na. e B+ ESlub!e Art. h B+ Estable " d-dlas; R+ 0.38 18 19.998() Ill. E table �O ;-' 15.0051 20 8-1 � 12 16 (1) /-1;: crerdo de intere� publlcar (2) Eatable 10.0146 22 a Ltestuble II B- lncseable Art. 10 20 Chicago, CE. UU, s Estab!c 11 21 de 0.5 100 15 RII-F. Esrablc I .... r •. 15.0 Ra_N. xe-r-. (2) s I + 26.9 R? .• ("I,,;n ce I c.01614 10? I Est able An. 6 ,) o (J,f l\rtihcial 100 s Rn·Li Bcdli<> s- I 1-11 H + 85 e rrnnuros ; s-se!,"lmdO!t. (1) B---"rayOl: bcc4-f':iectr6n; B+ "'potiitr6n; A"rayc.s "If I, B- 14.8 h B+ �B- isotopes, confccctoneda en la Universided Quimica nuclear I 8 <� - 13 Elcmento OBSERVAC!ONES I' 7 IZ I I Magocsio. Mg Al Aluminio \ I Silicio. - 2.6 II. 5 III Art. IRa-AI. Si - 3.U 7 IOU R�_A) Ra·AL 29 Ra-Si. 27 27. (J8h() 29 28.9864 30 2().9845 - - - s Esreble Art. 2.3 m. B- Art. 11m B-·' Art. aa B- 10m. Art. 27 Ra-Si Est.able 77.4 !R.-Mg.1 i 14 433 5.0 iN.6 4.7 6.2 5.2 B+1 om. Estable 4.2 3[ An. B- 2.)" h? I [ s FosfONJ Ra-P. 1'. .' 30 \6 Aeuree s. .. Arr I 31 Ra_P. 12 )2 - 5.0 31.9812 J4 Ii Clore ct. .. J' Ra-CI. 34 33.9799 6.r} A Argon. Ra-A. Calcio 35.976 37.975"3 40 3').9754 Sc I Trr aruo " --6.6±0.5 - - 0.05 6.2 <)').62 }-7 4Z Ra-Se 42 Ra-Se 43 v l J 45 0.17 72 2.30 ... 7 ; �� 4 Art. 3 h. B-1 4.4 h Eatable > I. Esrable 8. s 7_8 7l.J 8 >.5 J 6.9 100 Estnb!e sz � h. Art. 100 51 Ru-V. Estable Art. ;0 B- U.77 40 1- a 16h. Art. Art. - B- Eatable 6.6 ", i 1O� 0.01 96 76 " .. Est.able U.330 6.5 Fl-- 37m Eatable 49 � 6.0 93.4 45 rt {()m. Est.able 76 J9 47 __ 5.8 80 d. � liOm Ra-Ca Ra-Se. 2,2 A" 44 .. Sl2 41 4J Vanadic - 40 Escandio 0.8 Ac< is 42 21 - 36.9r77 rr 41 2Ll 34.97')6 38? 40 Ra.K 6.0 e H- Eatable ,-.;>()7,O ArL. I 37 18 14.5 d. Art. [' Ra-CI - B+ Eatable Art. - )1 Ra-S 3m . ton � I c_ 3] B- rn. � � __ __ Anales del I "stituto de I "genieros de Chile 434 , , 0' I --_" i .. __ .. ; 24 i (, C"O!1lU I ,JI .. .1.<1 5<, 5].')415 52 51 ]0.4 '" 1.1 ss .... ,. Ra-\h I }-IO I:I! I I 1 I ! 2:>; f :'\"iqud. O. ; 57.942 i'.:i (., 10 - 27. I. . Lli I Cu Coh",. I 1:;"0 i C!lii() l4 I I : Se ;:;l'l�ni() 17. " i 0.-1 71 38.5 ! 7� Ar r I 72 I 71, Ra_i\_�·'1 7(, As. ArXnico. 1 77 74,C)34 " I Hrcmo lk . Ra-Br. 11- .• ..!. . __ __ L.R�,_.�B_,.'_'_ 7 ,. J? I roo -KR±I. Arr. 0.<1 9. , 77.')38 R() 7° .')41 �� 82 B- Esrable Est able 16 h. B··· Est able 8. ) 71'1 "" lll. ('.5 7. 81 Ra-Br. 10 74 82 g.!. Estebte 27. J 7i " j·:-.;table 23 h. 21.2 70 1 61.5 (J,e; - 77 35 I_'�ti!hl,· -1.2. , I I a-·· 27 � ·\rt Cc . orn . 70 l"ta··C;l: IGenn'II">''l 11.8 n 5iJ.-l ".9 - . L:LUhlc 6. Rn.Ca I r:sr<l!:I� . I C" I •8 Arl' i I . l h )2 i b 1 ..... H--- Art. Art R<l-CL.I In. E�tab!e U.'J I 33 IOU An. : 32 20m Art. RIl'<:" . i 11 E .• table 0.16 9').�': I�a-(":,: m 2.' h 2. x i ,,) Estahle i'.S , I IUO :\rr "0,2 c-. I , ('II. (, HJ±J I I 2-!.0 x.O - 4R.O -7.3::1:2 9.' Arl. 78 . 9.'.9. -9.0::1:1.5 so.« /\rt ,-8 n±1 180.926 I)" _;.;.;.'_.:.... __ 5 15 m. 13- Esrable 4.211. 49.-1 Esrable Ar-t. 18111. _'__,__p_"_'�._,__"_"_.-' BB- B-_._; __ ._ Quimica nuclear � � � ". 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A 3.05rn A Anales del lrutituto de 440 89 en 219 Tn 220 Rn 222 Rudto.. I ��::;:n"",n Torto.. ", 222 04±O I Th i + I .8±O. OJ1 \ 54.5,.; I ":' 22 ; 224 RaJ 226 MsThl 228 �;: 22') Art. Ad 227 �aL rad. MsTI:2 22S B2'� 229 A 3. !l25 d A 11.2 d. A 51 AcX 226.05±O,Ql A 1.921<. N,l{ 1:-'::<1 ThX i\ I i I .... iI 87 8R An de Chile IngenieTos ,-" .. I. J. (>4 d. +Z.2±O.5i (I A 6.7 a A B 1m. 13.5 O :1. 6.0 h. 12 An. A 15<)0 J;B III 1\1lRc 227 lS.C) d. A RaTh 228 1.90 A In 2)0 UY 21 J Th � 232 UX, a. 8.3.1048. I 1010 3.1 24.6 h 232.070 1.1:1. 233 30 234 24.5 d. A B A B Ill. B-- I 91 Ekatanralo P. .. 2JI07J±OOlj+J 231 2±051!'.l8t I A�� UXl"l3v UZ ::12 Uranin 2), 32.000 rad. 2. <;: ,,, '-!at rad. 234 un 2)4 Acli 215 a m, n· [ .14m D «.r h. B- A red. ""at A /\ 6±U. 0,4':.'·;, UI 23t\ i:nll.Utlfl±{lOI!+J 239'1: l)J Ekarenio , . En ... . I , 99,6';( Art. 2Jl)?' Art. I 237?1 2J'n, Art. 219?1 Ar t.. I A 7±O.5 Nat fad Ar t. Ii H- ::: B- 2,2±2m. 8- m. B- 1'9±' 59±2m B- Quimica nuclear ANEXO ES'fRli(!l'URA LA i Hlcmento EI.ECl'RON1CA \;ilmcro DF. ck 441 2 LOS DIFERENTF.s elcc!runes I"s en ATOMOS cscratos clcctronicos ;--";(inlCro i\ri,miL<) I " H, .. . co He " I 2 2 .. a I . c. -: I LIM I N I 0 I P Q """'00 -i�-2 -I--·-----� ----i---,-1 t- 4 2 1 i U. F " \k. 10 �a " \1_({. 12 2 ,\1. 11 2 oSi a 14 .. . " r. 1 :> s 5 s Ib 8 " CI !7 ., 7 ,\ is 8 a K I" 8 8 I Cu. 10 8 8 2 Sc 21 8 U 2 -n 21 1 8 In V 2) 2 8 " C, 24 2 8 !J .. 2 Mo 25 , 11 F<: 76 8 !4 2 27 8 " 2 2" .s !6 2 8 !H .• Cu. ! -"Ji eu zo 3[1 8 !R Ga. J! 8 re c; e rz 8 ia . . 2 2 4 11." )) s� )4 !R " 13r as " 7 ,11 IS 8 K, . ... Rb .. I " 2 )7 8 18 8 8 , S, )8 8 " Y )., 8 " " :1-. 40 '" !8 10 �h. 41 " 12 ',in. 42 rs !1 'da 41 18 1·1 Ru 44 2 !8 " Rh 45 2 !8 16 4h 2 8 18 IS Ag. "7 2 8 !8 IS Cd 48 2 8 18 IS 10. 40 2 8 18 18 50 8 18 IS 51 8 IS IS 52 8 18 18 " 53 8 !R 18 7 .. Pd .. Sn Sh .. T� .. I Xe .. 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