Desexcitación nuclear: radiación gamma, conversión interna y captura electrónica

Radiación Gamma

La radiación gamma consiste en radiación electromagnética (fotones) emitida por un núcleo radiactivo que se encuentra en un estado de excitación. El origen de esta radiación es la desexcitación de los núcleos o la desintegración de un isómero.

Propiedades de la radiación gamma

1. La radiactividad gamma, al ser de naturaleza electromagnética, está compuesta por fotones; por lo tanto, no tiene carga ni masa.
2. Es muy penetrante y, por tanto, requiere materiales densos y pesados para su blindaje, es decir, materiales con un número atómico alto.

Fotón gamma

La energía del fotón gamma emitido se calcula de la siguiente manera: cuando el núcleo no se encuentra en su estado fundamental (mínima energía), se desexcita emitiendo un fotón gamma cuya energía es la diferencia de energía entre el estado inicial y el final. La fórmula es: E_fotón = E_i - E_f.

Espectro

El espectro es discreto. Las energías de la radiactividad gamma son del orden del keV y MeV, oscilando aproximadamente desde los 10 keV hasta varios MeV.

Conversión Interna

En este proceso, la energía sobrante del núcleo (energía de excitación) se comunica a un electrón de la corteza electrónica, el cual sale expulsado del átomo dejándolo ionizado. Lo que observamos desde el exterior es la emisión de un electrón.

Espectro y energía cinética

El espectro es discreto. La energía cinética se calcula considerando que la energía de los electrones emitidos es igual a la diferencia energética entre los estados de energía inicial y final del núcleo, menos la energía de ligadura del electrón.

Alternativa de desexcitación

La conversión interna es una forma frecuente de desexcitarse un núcleo excitado, funcionando como una vía alternativa a la desintegración gamma.

Captura Electrónica

En la captura electrónica, el núcleo captura uno de los electrones de la corteza atómica (de las capas más cercanas al núcleo) y, entonces, uno de los protones del núcleo se combina con él, transformándose en un neutrón. Posteriormente a la captura electrónica, existen rayos X característicos, ya que pueden producirse desexcitaciones adicionales.

Propiedades y características

• Todos los núcleos que son emisores de partículas β⁺ pueden experimentar desintegración por captura electrónica; sin embargo, el caso inverso no es necesariamente cierto.
• Al igual que en el caso de la radiactividad beta positiva, el núcleo presentará un exceso de protones.
• En este proceso no se emite nada directamente desde el núcleo; es estrictamente un proceso de desintegración.
• Se produce cuando el núcleo tiene un exceso de protones, siendo por tanto una vía alternativa a la desintegración β⁺ de los núcleos inestables con exceso de protones.