5to Diversificación Científica. Liceo D.A.U. 2022 RADIACTIVIDAD. La radiactividad fue descubierta por el científico francés Antoine Henri Becquerel en 1896 de forma casi ocasional al realizar investigaciones sobre la fluorescencia del sulfato doble de uranio y potasio. Descubrió que el uranio emitía espontáneamente una radiación misteriosa. Esta propiedad del uranio, después se vería que hay otros elementos que la poseen, de emitir radiaciones, sin ser excitado previamente, recibió el nombre de radiactividad. El descubrimiento dio lugar a un gran número de investigaciones sobre el tema. Quizás las más importantes en lo referente a la caracterización de otras sustancias radiactivas fueron las realizadas por el matrimonio, también francés, Pierre y Marie Curie, quienes descubrieron el polonio y el radio, ambos en 1898. La naturaleza de la radiación emitida y el fenómeno de la radiactividad fueron estudiados en Inglaterra por Ernest Rutherford, principalmente, y por Frederick Soddy. Como resultado pronto se supo que la radiación emitida podía ser de tres clases distintas, a las que se llamó alfa, beta y gamma, y que al final del proceso el átomo radiactivo original se había transformado en un átomo de naturaleza distinta, es decir, había tenido lugar una transmutación de una especie atómica en otra distinta. También se dice (y esta es la terminología actual) que el átomo radiactivo ha experimentado una desintegración. La radiactividad es una reacción nuclear de "descomposición espontánea", es decir, un nucleido inestable se descompone en otro más estable que él, a la vez que emite una "radiación". El nucleido hijo (el que resulta de la desintegración) puede no ser estable, y entonces se desintegra en un tercero, el cual puede continuar el proceso, hasta que finalmente se llega a un nucleido estable. Se dice que los sucesivos nucleidos de un conjunto de desintegraciones forman una serie radiactiva o familia radiactiva. Radiación α: Consiste en la emisión por parte del núcleo inestable de una partícula α, es decir de un núcleo de helio-4 Esta partícula suele ser emitida por núcleos grandes (uranio, torio, radio, plutonio….). La explicación de esta emisión es la siguiente: en los núcleos pequeños se observa que el número de protones es aproximadamente igual al número de neutrones, pero en núcleos mayores (estables) el número de neutrones es mayor al de protones para compensar la repulsión electrostática creciente debido al aumento de cargas positivas en el núcleo. En la gráfica adjunta se han representado el número de neutrones de los núcleos estables frente al número de protones de los mismos. Se puede observar que la igualdad entre el número de protones y neutrones en un núcleo atómico estable se mantiene para números atómicos inferiores a 30 y a partir de entonces se desvía de esa tendencia cada vez más. Cuando los núcleos son muy grandes llega un momento en que el exceso de protones es grande, las repulsiones eléctricas entre ellos son tan grandes que ya ni un exceso de neutrones puede compensar y el núcleo “simplemente se deshace de 2 protones y dos neutrones” emitiéndolos en forma de partícula α. Por ejemplo, el radio descubierto por el matrimonio Curie contiene un isótopo, el radio-226, que es un emisor α según la siguiente reacción: Vemos que el radio, al perder dos protones pasa a tener número atómico 86, es decir, pasa a ser radón. Como también se han perdido dos neutrones el número másico se ha reducido en 4 unidades, se trata del isótopo radón-222. Se observa en la reacción anterior, que podemos llamar reacción nuclear, se debe conservar en todo momento la carga total (protones) y el número de nucleones. Para el caso de la emisión α hemos visto que cuando un núcleo emite una partícula α, el nuevo núcleo disminuye en 4 unidades sus nucleones y en dos unidades sus protones. En general: La partícula α es relativamente pesada y su carga eléctrica (2+) la hace interaccionar rápidamente con el entorno; ello hace que sea emitida a velocidades no muy altas. La partícula α tiene un poder de penetración muy pequeño, siendo detenida por una lámina de cartón o unos pocos centímetros de aire. No es capaz de atravesar la piel de nuestro cuerpo. No obstante, es peligrosa por ingestión de un emisor α (o por respiración de polvo radiactivo) ya que en el interior del cuerpo, durante su corto trayecto produce ionizaciones locales y alteraciones químicas muy importantes. Radiación β: Consiste en la emisión, por parte del núcleo, de una partícula β que es en realidad un electrón rápido. En el núcleo un neutrón se transforma en un protón y un electrón: Esta es la explicación de que un núcleo emita electrones. ¿Cómo es posible que de un núcleo atómico se emitan electrones? Acabamos de ver que lo que en realidad ocurre es que uno de los neutrones del núcleo, de carga nula, se divide en dos partículas, un protón y un electrón (la carga neta sigue siendo nula). Por ejemplo, el isótopo carbono-14 es un emisor β, circunstancia que se puede aprovechar para datar la antigüedad de restos fósiles. La reacción de desintegración correspondiente sería: Otro ejemplo de emisor β es el bismuto-214: Para la emisión β se establece, que cuando un núcleo emite una partícula β, se transforma en un nuevo núcleo cuyo número de protones ha aumentado en una unidad y sus nucleones no han variado, en general Las partículas β se emiten con velocidades próximas a la de la luz, su masa es mucho menor que la de las partículas α y, por tanto, su poder de penetración es mucho mayor. Son frenadas por unos metros de aire, una lámina de aluminio o unos centímetros de agua. Podemos imaginar que el material que frena una partícula radiactiva no es indicativo de su peligrosidad; sí lo es lo que la partícula puede hacer mientras está siendo frenada. Radiación γ: En este caso sí se trata de una radiación propiamente dicha ya que en los dos casos anteriores son partículas concretas. Por tanto, se trata de ondas electromagnéticas emitidas por los núcleos radiactivos cuya longitud de onda es muy pequeña siendo, por tanto, muy energéticas. La radiación γ acompaña generalmente o a la emisión α o a la emisión β ya que el núcleo que emite estas partículas queda en un estado excitado de energía. Vuelve a su nivel o estado fundamental emitiendo energía en forma de cuantos de radiación γ. Por tanto, una emisión γ no cambia la naturaleza de la especie que la emite. El poder de penetración de los rayos γ es considerablemente mayor al de las partículas α ó β. Atraviesan el cuerpo humano y sólo se frenan con planchas de plomo y muros gruesos de hormigón. La radiación γ es muy peligrosa para la vida en general. Fuentes: https://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119402-que-es-la-radi actividad http://www.escritoscientificos.es/trab1a20/carpetas/nuclear/nu03.htm Ana Menéndez. Prof. de Química
