Fundamentos de la Radiactividad y Procesos de Desintegración Nuclear

Introducción a la Radiactividad

La radiactividad es la emisión de radiaciones que se generan en los núcleos inestables de un elemento radiactivo.

Hitos Históricos

En 1896, Henri Becquerel descubrió que los minerales del uranio (Z=92) eran capaces de revelar una placa fotográfica en ausencia de luz, mediante radiaciones espontáneas.

Posteriormente, Marie Curie y Pierre Curie encontraron dos elementos con idénticas propiedades: el polonio (Z=84) y el radio (Z=88).

Métodos para Detectar las Radiaciones

• Películas fotográficas: Método utilizado inicialmente por Becquerel.
• Contador Geiger: Instrumento para la detección y medición de la radiación ionizante.

Emisiones Radiactivas

Existen tres tipos principales de emisiones según su naturaleza y carga eléctrica:

• Partículas Alfa (α): Con carga positiva (+).
• Partículas Beta (β): Con carga negativa (-).
• Rayos Gamma (γ): Radiación neutra.

Radiaciones Alfa (α)

• Consisten en un flujo de partículas formadas por 2 protones y 2 neutrones.
• Tienen una masa de 4 uma y una carga igual a +2; son idénticas al núcleo de helio. Su símbolo es ⁴₂He.
• Poseen un poder de penetración bajo, pero un gran poder ionizante.

Radiaciones Beta (β)

• Son idénticas a los electrones (e⁻), con carga -1. Se simbolizan como ⁰_-1e.
• Tienen una velocidad cercana a la de la luz y un poder de penetración medio.

Radiaciones Gamma (γ)

• Es una radiación electromagnética idéntica a la de la luz que atraviesa la materia.
• Posee un bajo poder ionizante y un alto poder de penetración.

Notación Nuclear y Reacciones

En las reacciones nucleares participan los protones y neutrones del núcleo. En estas reacciones, un núcleo puede perder o ganar protones o neutrones, representándose mediante ecuaciones nucleares (donde los reactantes y productos son núcleos).

El esquema general de una reacción nuclear es: Núcleo padre → Emisión radiactiva + Núcleo hijo.

Tipos de Reacciones Nucleares

1. Emisión Alfa: Los núcleos de gran masa (Z > 83) emiten radiaciones alfa, ya que tienen un gran número de protones, transformándose en núcleos de menor masa:

   ^A_ZX → ⁴₂He + ^A-4_Z-2Y

2. Emisión Beta Negativa: Si un núcleo tiene exceso de neutrones respecto a los protones, emite radiación beta (⁰_-1e) para aumentar el número de protones y estabilizarse:

   ^A_ZX → ⁰_-1e + ^A_Z+1Y

3. Emisión Beta Positiva (Positrones): Los núcleos con exceso de protones emiten radiación beta positiva (⁰₊₁e), transformando los protones en neutrones:

   ^A_ZX → ⁰₊₁e + ^A_Z-1Y

Series Radiactivas

Se define como el conjunto secuenciado de reacciones nucleares que comienzan con un núcleo radiactivo inestable y terminan con un núcleo estable.