La Radioactividad y sus fenómenos asociados

La radioactividad y sus tipos de radiación

La radioactividad es un fenómeno por el cual algunas sustancias son capaces de emitir radiaciones. Existen 3 tipos de radiación:

• Radiación alfa: son núcleos de helio. Cuando un núcleo radioactivo emite una partícula alfa, se transforma en otro cuyo número atómico es dos unidades menor y cuyo número másico es cuatro unidades menor.
• Radiación beta: consiste en electrones procedentes de la conversión en el núcleo de un protón y un electrón. Cuando un núcleo radioactivo emite un electrón beta, se transforma en otro cuyo número atómico es una unidad mayor y cuyo número másico es igual.
• Radiación gamma: son ondas electromagnéticas con la mayor frecuencia conocida. Cuando un núcleo radioactivo excitado emite radiación gamma, se desexcita energéticamente, pero no sufre transmutación alguna.

Defecto de masa y estabilidad del núcleo

La masa de un núcleo atómico es menor que la suma de las masas de las partículas que los constituyen. Este fenómeno se llama defecto de masa y se explica por la Teoría de la Relatividad de Einstein. La estabilidad que tiene el núcleo viene dada por la ecuación E=Amc2 (donde la E es la energía liberada en la formación del núcleo, llamada Energía del núcleo). Cuanto mayor sea el incremento de E, más estable será el núcleo.

Fisión y fusión nuclear

Fisión nuclear: aquella en la que un átomo relativamente pesado se descompone en otros más ligeros en una reacción que suele acompañarse de la emisión de partículas radiactivas y de producción de grandes cantidades de energía.

Fusión nuclear: aquella en la que se unen dos núcleos ligeros para formar otro más pesado. Este tipo de reacción es la que tiene lugar en el interior de las estrellas y les proporciona su brillo y su producción energética.

Hipótesis de De Broglie y efecto fotoeléctrico

Según la hipótesis de De Broglie, cada partícula lleva asociada una onda, de manera que la dualidad onda-partícula puede enunciarse de la siguiente manera: una partícula, de masa m que se mueva a una velocidad v puede, en condiciones experimentales adecuadas, presentarse y comportarse como una onda de longitud x. Es posible observar fenómenos característicos de las ondas, como interferencias, como difracción, ondas estacionarias en partículas como los electrones.

En cuanto al efecto fotoeléctrico, se observó que obedecía una serie de fenómenos para los que no encontraba explicación en los modelos clásicos:

• Solo se emiten electrones cuando la frecuencia incidente supera cierto valor de fo que es característico de cada metal.
• Por debajo de la frecuencia umbral no hay emisión, aunque se aumente la intensidad de la luz incidente.

Estas observaciones entran en disposición con la naturaleza ondulatoria de la luz, según la cual el efecto fotoeléctrico debía producirse para cualquier frecuencia siempre que la intensidad fuese lo suficientemente elevada.