Autoría: Profesora Andrea Alcaíno

1. FENÓMENOS NUCLEARES
Y SUS APLICACIONES

2. ESTRUCTURA ATÓMICA
¿Cuál es la composición de un átomo?
Protones (+p)
Neutrones (n°)
Electrones (e-)
¿Cómo se
representa?

3. Ejemplos:
11 protones
11 electrones
12 neutrones
13 protones
10 electrones
14 neutrones
19
9F- 9 protones
10 electrones
10 neutrones

4. ¿QUÉ ES UN ISÓTOPO?
Son átomos que presentan el mismo
número atómico pero diferente
masa atómica (Z= , A≠ )

5. Reacciones Químicas
 Participan solo
electrones en la ruptura
y formación de enlaces.
 Liberan o absorben
pequeñas cantidades de
energía.
 Las velocidades de
reacción son afectadas
por cambios de
temperatura, presión o
catalizadores
Reacciones Nucleares
 Participan protones,
neutrones y otras partículas
elementales.
 Los isótopos se
intercombierten entre sí.
 Liberan o absorben grandes
cantidades de energía.
 Las velocidades de reacción
no son afectadas por
cambios de temperatura,
presión o catalizadores

6. Los constituyentes principales del átomo son los protones,
neutrones y electrones y los protones poseen carga positiva y los
neutrones carga neutra.
Si cargas iguales se repelen, te has preguntado ¿Por qué LOS
PROTONES DEL NUCLEO NO SE REPELEN ENTRE SI, DESINTEGRANDO
AL NUCLEO?
La explicación está relacionada con la cantidad relativa de
protones y neutrones que posee un núcleo.
Primero hay que entender que en el núcleo no operan las
fuerzas de atracción y repulsión coulombianas (cargas opuestas
se atraen y cargas iguales se repelen), si no que operan
interacciones fuertes , llamadas fuerza nuclear que son unas
100 veces mayores y que operan solo en distancias
extremadamente cortas al interior del núcleo.

7. La estabilidad del núcleo dependerá de la diferencia que existe
entre las fuerzas de repulsión y las fuerzas de atracción de corto
alcance entre las partículas que lo conforman. Así, si las fuerzas
de repulsión son mayores a las de atracción, el núcleo será
inestable, por lo que se desintegrará y emitirá partículas; si las
fuerzas de repulsión son menores que las de atracción, el núcleo
será estable
Lo que determina la estabilidad nuclear es
la relación que se establece entre los
neutrones y protones (N/P)
• Para los átomos estables, es decir con un Z bajo, la relación
N/P es cercana a 1.
• Para átomos inestables, es decir con un Z alto, la relación N/P
tiende a ser mayor a 1. Esto se debe a que el núcleo para
estabilizarse, necesita un mayor número de neutrones, así
contrarrestará las fuertes repulsiones entre protones.

8. REGLAS PARA PREDECIR LA ESTABILIDAD NUCLEAR
1. Existen los llamados números mágicos,
que corresponden a los números de pro-
tones o neutrones que se encuentran en el
núcleo y que los hace ser más estables.
Estos son:2,8,20,50,82 o 126.
2. Generalmente son más estables los
núcleos que contengan números pares
de protones y neutrones.
3. Todos los isótopos de los elementos
Que posean número atómico (Z) mayor a
83 son radiactivos. Incluyendo los isótopos
Del Tecnesio (Z=43) y prometio(Z=61)

10. ES la emisión de partículas y/o radiaciones electromagnéticas que se
generan espontáneamente en los núcleos inestables de un elemento
radioactivo. Estos núcleos son llamados isótopos radioactivos
La desintegración de estos elementos produce tres tipos de
emisiones diferentes: alfa, beta y gamma.

12. • Desintegración Alfa ( α ):
En este caso el núcleo alcanza la estabilidad
emitiendo partículas alfa( 4
2He ), transformándose
en un núcleo de menor masa, con un Z menor en 2
unidades y un A menor en 4 unidades. La ecuación
general de esta desintegración es:
Ejemplo

13. • Desintegración Beta (β)
Puede ser de tipo negativa ( -1
0 e ) o positiva ( +1
0 e ) o β+
a) Radiación Beta negativo: Se produce cuando un núcleo
inestable emite una partícula idéntica a un electrón, con el
fin de mejorar la relación neutrones/protones.El nuevo núcleo
es una unidad mayor, pero su masa no varía.
b) Radiación Beta positiva: Se produce generalmente en
núcleos cuya cantidad de protones es superior a la de
neutrones. La partícula emitida se llama positrón. El nuevo
núcleo es una unidad menor, pero A no varía.
Z
AX  Z+1
A Y + -1
0 e
Z
AX  Z-1
A Y + 1
0 e

14. • Desintegración Gamma( δ ): La emisión gamma no implica
cambios en el número Z ni en A, pues o posen carga ni masa,
razón por la cual en un núcleo no produce cambios en su
estructura, sino pérdida de energía, gracias a lo cual el núcleo se
compensa o estabiliza-

15. Es el tipo de energía más poderosa conocido hasta ahora por el
hombre. Esta energía se puede obtener por FUSIÓN o FISIÓN.
Todos los núcleos atómicos a excepción del Hidrógeno tienen
protones y neutrones.
Cuando la cantidad de estas partículas es alta en el núcleo se
vuelve inestable y emite partículas o radiación
espontáneamente, conocido como fenómeno de radiación.
La radiación también puede ser producida artificialmente por el
bombardeo de neutrones u otras partículas produciendo cambios
en el núcleo, conocido como transmutación nuclear

16. FISIÓN NUCLEAR
 Proceso en el cual se
divide un núcleo
pesado (A>200) para
formar núcleos más
livianos y uno o más
neutrones.
FUSIÓN NUCLEAR
 Proceso en el cual
núcleos livianos se
fusionan para formar
un núcleo más pesado
y estable. En este
proceso se libera gran
cantidad de energía.

17. • Reactores Nucleares:
Una de las aplicaciones
pacíficas de la fisión nuclear
son los reactores nucleares ,
sistemas construidos para
generar energía eléctrica
aprovechando el calor
desprendido de una reacción
en cadena controlada.

18. • Central nuclear :
Esta formada por uno o más rectores
nucleares conectados a un sistema de
generación eléctrica

19. • Aplicaciones Bélicas:
Bombas atómicas (son las aplicaciones más
destructivas de la fisión nuclear, existe la bomba
atómica A , de Hidrógeno y de neutrones.

20. ISÓTOPOS RADIOACTIVOS

21. a) EN MEDICINA:
Se utilizan para detectar y tratar algunas enfermedades.
Por ejemplo al utilzar radiofármacos de vida media
discreta, se pueden estudiar órganos y tejidos sin alterarlos.
Ejemplos:
Yodo-131  tiroides
Hierro-59  glóbulos rojos
Fósforo-32  Ojos, hígado y tumores
Tecnecio-99  Corazón, huesos, hígado y pulmones
Sodio-23  Sistema circulatorio

22. b) EN LA AGRICULTURA:
La radiación gamma se irradia sobre las semillas para producir
mutaciones genéticas y así obtener variedades nuevas y mejoradas.
También se somete a radiación las semillas para que sean mas
resistentes a las enfermedades, y así las plantas crezcan mas
saludables y vigorosas, incrementándose la productividad de las
cosechas.
La preservación de alimentos mediante radiación es otra aplicación
benéfica. El alimento irradiado con radiación gamma y beta (de Co-60
y Cs-137) se puede almacenar por periodos largos, debido a que los
microorganismos que pudieran causar daño son destruidos con las
radiaciones.

23. c) FECHADO O DATACIÓN:
Haciendo uso de la definición de vida media (t1/2) de los
radioisótopos, es posible calcular la antigüedad de los restos
fósiles, minerales y plantas
El C-14 se emplea para determinar antigüedades de
materiales fósiles y especímenes arqueológicos, hasta 50000
años de antigüedad. Mas allá de este límite no es confiable.