fisica nuclear

1. Física Nuclear
Clase Nº 5

2. Masa y carga
Radiación
Radiación nuclear
(Radiactividad)
Radiación
electromagnética

3. Isótopos
• Isótopos son átomos de un mismo elemento
que poseen diferentes cantidades de
neutrones (es decir, poseen el mismo «Z» y
distintos «A»).

5. • La radiactividad no se siente: no puede ser vista,
olida, saboreada, oída, y sin embargo, puede
tener efectos poderosos.
• Las células que son más sensibles a la radiación
son aquellas que presentan rápida división de
células, como las de la médula ósea, órganos
reproductivos, piel, y el tracto intestinal.
Introducción

6. • Puesto que las células cancerosas también se
dividen rápidamente, también son
particularmente sensibles a la radiación, un
hecho que hace que la radiación sea un método
eficaz de tratamiento de cáncer.
Introducción

7. Radiactividad: radiación nuclear
• Desintegración espontánea de núcleos atómicos
mediante la emisión de partículas o de radiación.
• Estudiada por Rutherford, Marie y Pierre Curie.
• Muchos isótopos son estables, pero un gran
número no lo son.
• Estos isótopos inestables son radiactivos ya que
emiten partículas o radiación para formar un núcleo
más estable, con menos energía.

8. Radiactividad

9. Radioisótopos
• Radioisótopos naturales: de los isótopos
conocidos de todos los elementos, 264 son
estables y 300 son inestables de forma natural.
Estos tres son los isótopos naturales del carbono, de los cuales, el carbono-12 y el
carbono-13 son estables. Sólo el carbono-14 es radiactivo.
Se mide la cantidad de carbono-14 para datar la edad de vestigios
arqueológicos, aprovechando su propiedad de ser radiactivo.

10. Radioisótopos
• Radioisótopos naturales: de los isótopos
conocidos de todos los elementos, 264 son
estables y 300 son inestables de forma natural.
• Todos los isótopos de elementos con número
atómico mayor que del bismuto (83), hasta el
uranio (92) son radiactivos.
• El elemento radiosótopo natural más pesado es
el uranio-238.
238
92U

11. Radioisótopos
• Radioisótopos artificiales: hay un gran número
de radioisótopos que han sido producidos en el
laboratorio.
• Se conocen más de 3300 radioisótopos.
• Estos isótopos artificiales se han creado en
aceleradores de partículas.
• Todos los isótopos de elementos transúránicos
(más pesados que el U) son artificiales.
• Cada elemento de la tabla periódica tiene a lo
menos, un isótopo radiactivo (natural o artificial).

12. Acelerador de Partículas

13. Estabilidad

14. Tipos de radiación nuclear
• Las partículas α son las más pesadas, así, se mueven más lento y
poseen menor poder de penetración.
• Las radiaciones α y β son partículas subatómicas.
• Las radiaciones γ y positrones corresponden a radiaciones
electromagnéticas (su masa es muy cercana a cero).

15. Poder de Penetración

16. Poder penetrante de la radiación

17. Partículas α
• Es una partícula de alta energía que contiene dos protones
y dos neutrones (un núcleo de He).
 Partículas α normalmente pierden su energía cinética a
distancias muy cortas (10 cm en el aire y 0,05 cm en
tejidos o el agua).

18. Partículas β
• Es un electrón de alta energía (partícula).
• La masa de los electrones es despreciable.
• La masa del neutrón y el protón son muy
similares.
• La partícula beta se forma cuando un neutrón es
convertido a un protón y un electrón.

19. Por ejemplo, el carbono-14 decae a nitrógeno-14
por la pérdida de una partícula beta.
Partículas β

20. • Es una radiación de alta energía liberada por un
núcleo radiactivo (energía pura en forma de
fotones).
• Su emisión no afecta el número atómico o el
número másico de los núcleos radiactivos.
• Puede ocurrir como única emisión (por
ejemplo, el tecnesio-99 o como emisión
acompañada por emisión beta.
Partículas γ

21. • Emisión gamma sola:
• Emisión gamma y emisión beta (comúnmente):
Partículas γ

22. Positrones
• Se les denomina la anti-partícula de la partícula
beta, ya que sus cargas son opuestas, pero sus
masas son iguales.
• Se forma cuando un protón se convierte en un
neutrón.

23. Positrones
El carbono-11, un radioisótopo artificial, decae a
boro-11, por la pérdida de un positrón

24. Tipos de radiaciones

25. Radiactividad: radiación nuclear
• La causa de esta inestabilidad aún no es
completamente comprendida.
• Decaimiento radiactivo: periodo de tiempo en que
un núcleo inestable radiactivo emite radiación,
formando un núcleo de composición distinta.
• Vida media: periodo de tiempo en que la masa de
un radioisótopo radiactivo disminuye a la mitad.
• Cada isótopo tiene su propia vida media
característica.

26. Vida Media
• Por ejemplo, la vida media del estroncio 90 es de
28.8 años. Si partiésemos de 10.0 g de estroncio-
90, sólo quedarían 5.0 g de ese isótopo al cabo
de 28.8 años, sólo 2.5 g al cabo de otros 28.8
años, y así sucesivamente.

27. Vida Media

28. Vida media del yodo-131
Vida Media

29. Radioisótopos de utilidad

30. Radiactividad en la medicina
Algunos radionúcleos usados en terapias de
radiación:

31. Tratamiento del hipertiroidismo
• El yodo-131 es incorporado al organismo en forma de
tiroxina, una hormona que contiene yodo y se concentra
en la glándula tiroides, donde la radiación destruye parte
de las células de la tiroides, reduciendo así su actividad

32. Tc-99 es ampliamente usado en
imagenología médica, debido a
que emite rayos γ de alta
energía pero por breves
periodos de tiempo, es usado
para obtener imágenes del
cerebro, tiroides, pulmones,
hígado, esqueleto y otros
órganos. También utilizado para
detectar úlceras
gastrointestinales y para mapear
el sistema circulatorio y
cuantificar daño después de un
infarto.
Escaneo médico con 99Tc*

33. Examen HIDA
HIDA (hepatobiliary iminodiaccetic acid scan) permite
monitorear el funcionamiento de los conductos biliares,
hígado y vesícula biliar.
Se utiliza Tecnesio-99, de una vida media de 6 hrs.

36. Escaner PET
(Positron emission tomography)

38. ¿Consultas?

39. A N T O F A G A S T A / L A S E R E N A / S A N T I A G O / C H I L L Á N