Radiactividad: Fisión, Fusión y Desintegración Nuclear Explicadas
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Radiactividad: Fundamentos y Aplicaciones
La radiactividad es un fenómeno nuclear que involucra la emisión de energía y partículas. A continuación, se describen algunos conceptos clave relacionados con este proceso:
Fisión Nuclear
La fisión nuclear es una reacción nuclear que ocurre cuando un núcleo atómico pesado se divide en dos o más núcleos más pequeños. Este proceso libera una gran cantidad de energía.
Fusión Nuclear
La fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Este proceso también libera una enorme cantidad de energía, permitiendo que la materia entre en un estado plasmático.
Radioactividad
La radiactividad es un fenómeno físico en el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas.
Reactor Nuclear
Un reactor nuclear es un dispositivo donde se produce una reacción nuclear en cadena controlada. Se utiliza para la obtención de energía en las centrales nucleares.
Transmutación Nuclear
La transmutación nuclear incluye fusiones nucleares y reacciones partícula-partícula, donde un elemento se transforma en otro.
Tipos de Radiación
Partículas Alfa (α)
Las partículas alfa tienen una masa de 4 unidades de masa atómica y una carga de +2, idénticas al núcleo del helio.
Partículas Beta (β)
Las partículas beta pueden ser positivas o negativas. Una partícula beta negativa se produce cuando un núcleo inestable emite una partícula idéntica a un electrón. Una partícula beta positiva (positrón) tiene una masa idéntica al electrón, pero su carga es positiva.
Radiación Gamma (γ)
La radiación gamma son ondas electromagnéticas que se producen durante la desintegración de partículas beta o la emisión de partículas alfa.
Isótopos
Los isótopos son átomos pertenecientes a un mismo elemento, pero que no tienen la misma masa debido a un número diferente de neutrones.
Tipos de Radiactividad
Radiactividad Natural
La radiactividad natural es el proceso mediante el cual un núcleo se desintegra espontáneamente, liberando emisiones radiactivas y transformándose en un núcleo distinto.
Radiactividad Artificial
La radiactividad artificial es el proceso mediante el cual se bombardea un núcleo atómico con partículas alfa de gran energía, generando una inestabilidad nuclear y transformando este elemento en otro (transmutación).
Características de las Partículas Radiactivas
Partículas Alfa
Las partículas alfa son un flujo de partículas con carga positiva formadas por dos protones y dos neutrones, idénticas a un núcleo de helio. Poseen un bajo poder de penetración debido a su alta masa y volumen, lo que hace que viajen a baja velocidad. Tienen un gran poder ionizante.
Partículas Beta
Las partículas beta son un flujo de partículas con carga negativa, idénticas a los electrones. Poseen un poder de penetración medio, ya que viajan a una velocidad cercana a la de la luz, y un poder ionizante bajo. También se presentan con carga positiva, llamadas positrones. Los electrones se presentan cuando hay un exceso de neutrones, y los positrones cuando hay un exceso de protones.
Radiación Gamma
La radiación gamma no posee masa ni carga eléctrica, por lo que no se ve afectada por un campo magnético. Posee un contenido energético muy alto, lo que le permite atravesar la materia fácilmente. Sin embargo, su poder ionizante es muy bajo.
Reacción en Cadena
Una reacción en cadena es un proceso mediante el cual un núcleo inestable se desintegra, impactando con sus productos a otros núcleos, los que a su vez se desintegran, provocando el mismo efecto sobre otros núcleos y así sucesivamente.
Series Radiactivas
Las series radiactivas son conjuntos de secuencias de reacciones nucleares que comienzan con un núcleo inestable y terminan con un núcleo estable.
Datación Radiactiva
La datación radiactiva se usa para determinar la edad de objetos de interés arqueológico. Se basa en la cantidad relativa de un isótopo inestable de vida media relativamente larga.
Datación del Carbono 14 (C-14)
El C-14 es uno de los isótopos más empleados, pero no el único. Existen dataciones con uranio 238, torio 230, potasio 40, etc.
Al conocer las desintegraciones nucleares de una muestra y la vida media del carbono 14, es posible calcular en qué momento murió una planta o animal que comió esa planta.
Vida Media
La vida media se define como el tiempo que se necesita para que la concentración de un reactivo disminuya a la mitad de su concentración inicial.