RADIACTIVIDAD RADIACIONES FÍSICA NUCLEAR
RADIACTIVIDAD, RADIACIONES. FÍSICA NUCLEAR PARA BACHILLERATO:
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ESTE MATERIAL SIGUE EL PROCESO DETERMINADO POR:
RADIACTIVIDAD:
Radiactividad es la propiedad que presentan determinadas sustancias, las radiactivas, de emitir radiaciones capaces de penetrar en cuerpos opacos, impresionar placas fotográficas, ionizar el aire y producir fluorescencia en ciertas sustancias.
RADIACIONES:
RADIACIÓN ALFA: Son núcleos de helio (partículas) formadas como el helio por dos protones y dos neutrones. Son emitidos con una energía cinética del orden del MeV, con una carga y masa: Q=+2e=+3,2·10-19 C; m=2mp+2mn=6,7·10-27 kg.
ZA Y → Z-2A-4 X + 24 He
RADIACIÓN BETA: Son electrones rápidos (partículas ) procedentes de neutrones que se desintegran en el núcleo dando lugar a un protón y a un electrón (en consecuencia, el elemento que la sufre gana 1 de número atómico (se añade un p+) y se queda igual de número másico (se cambia el neutrón por el p+) y un electrón que sale despedido con una Q=-e=-1,6·10-19 C y masa me=9,1·10-31 kg. Son emitidos con una energía cinética del orden de MeV, con velocidades enormes próximas a la de la luz.
ZA Y → Z+1A X + -10 e + v→
RADIACIÓN GAMMA: Son radiaciones electromagnéticas (fotones) de mayor frecuencia de los rayos X, sin carga y sin masa, con lo que el átomo no lleva variaciones ni en su número másico, ni en su número atómico. Tienen energías cinéticas comprendidas entre el keV y el MeV.
EJERCICIO F2BE3541:
Un elemento químico 83214 X que experimente sucesivamente una emisión α , tres emisiones β y una γ, se transformará en el elemento:
a.- 82214 Y
b.- 84210 Y
c.- 82210 Y
Elegir la opción correcta.
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EJERCICIO F2BE3542:
Algunos átomos de nitrógeno atmosférico chocan con un neutrón y se transforman en carbono que por emisión β, se convierte de nuevo en nitrógeno. Escribe las correspondientes reacciones nucleares.
IR A LA RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO: EJERCICIO RESUELTO DE RADIACTIVIDAD, EMISIÓN BETA. NITRÓGENO A CARBONO. FÍSICA NUCLEAR PARA BACHILLERATO
EJERCICIO F2BE3543:
En la desintegración β:
a.- Se emite un electrón de la parte externa del núcleo.
b.- Se emite un electrón desde el núcleo.
c.- Se emite un neutrón.
SOLUCIÓN:
Debería considerarse correcta la opción b, porque en la desintegración beta un neutrón del núcleo se transforma en un protón, que se queda en el núcleo y emite un electrón que sale del núcleo hacia las capas externas. Como el protón se queda en el núcleo no varía su número másico, pero sí el atómico, ya que se añade un protón al núcleo. El elemento pasa al siguiente de la tabla periódica por lo tanto.
EJERCICIO F2BE3544:
El 88226 Ra se desintegra radiactivamente para dar 86222 Rn.
a.- Indicar el tipo de emisión radiactiva y escriba la correspondiente ecuación.
b.- Calcular la energía liberada en el proceso en Julios y MeV.
DATOS: c=3·108 m/s; m(Ra)=225,9771 u; m(Rn)=221,9703 u; m(He)=4,0026 u; 1 uma = 1,66·10-27 kg; 1 eV = 1,602·10-19 J.
IR A LA RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO: EJERCICIO RESUELTO DE RADIACTIVIDAD, EMISIÓN ALFA. DE RADIO-226 A RADIO-222. FÍSICA NUCLEAR PARA BACHILLERATO
EJERCICIO F2BE3545:
Un núcleo radiactivo puede emitir radiación α, β o γ.
a.- Comentar brevemente la naturaleza de las mismas.
b.- ¿Qué se puede decir de su poder de penetración?
c.- Valiéndose de un esquema sencillo, indique la desviación de cada tipo de radiación al atravesar un campo magnético uniforme.
SOLUCIÓN:
Apartado A, de la naturaleza de las radiaciones:
Radiación alfa: Formada por núcleos de helio. Se considera que tiene una masa relativamente grande (4 nucleones: 2 neutrones y dos protones) y una carga positiva correspondiente a los 2 protones.
Radiación beta: Electrones emitidos desde el núcleo. Masa muy pequeña y carga eléctrica.
Radiación gamma: Es radiación electromagnética (fotones de mucha energía), sin carga ni masa.
Apartado B, de su poder de penetración:
La más penetrante es la gamma, seguida de la beta y la menos penetrante es la radiación alfa.
Radiación alfa: Muy poco poder de penetración, la detiene incluso la piel o una lámina de papel.
Radiación beta: Nivel de penetración medio, atraviesa sólo unos pocos milímetros de lámina de metal.
Radiación gamma: Muy penetrante, sólo se impide con capas muy gruesas de hormigón o plomo. Pensar en las pruebas médicas tipo gammagrafías, que hay que tomar muchas precauciones.
Apartado C, de cómo afecta un campo magnético uniforme, tener en cuenta la Ley de Lorentz:
Radiación alfa: Se desvía, tiene carga.
Radiación beta: Se desvía, tiene carga.
Radiación gamma: No se desvía, no tiene carga.