Este documento trata sobre química nuclear. Explica conceptos como transmutación nuclear, periodo de semidesintegración, datación radiactiva y fenómenos como fusión y fisión nuclear. También describe aplicaciones pacíficas de la fisión nuclear como generación de electricidad en reactores nucleares y usos médicos de la radiación como diagnóstico y tratamiento.

1. QUÍMICA NUCLEAR
PROF. Andrea Mena T.
NM4

2. • Transmutación Nuclear
• La química nuclear sería un campo limitado si
sólo se dedicara a estudiar los elementos
radiactivos naturales. En este sentido, un
experimento realizó Rutherford en 1919, sugirió
que era posible producir radiactividad por
medios artificiales.

3. • Esta reacción demostró por primera vez que
era posible transformar un elemento en otro
mediante transmutación nuclear. A
diferencia de la desintegración radiactiva,
este proceso resulta de la colisión de dos
partículas.
• La reacción anterior se abrevia:

4. • Período de Semidesintegración o tiempo
de vida medio (t½)
• Tiempo de vida medio (t½) : Es el tiempo
que tarda en desintegrarse la mitad de los
átomos de cualquier sustancia radiactiva.

5. • Ejemplo: La desintegración de una muestra de
1000 mg de Co – 60, con un tiempo de vida
media es de 5, 3 años. Calcular la masa que
queda de cobalto si han transcurrido 15, 9 años.
Desintegración Masa Tiempo
0
1000 0

6. Desintegración de Co
1200
1000 0
800
masa
600
5,3
400
10,6
200
15,9
0
0 5 10 15 20
Vida media

7. Datación Radiactiva:
• Se usa para determinar la edad de objetos de
interés arqueológico, se basa en el cálculo de la
cantidad relativa o concentración de un isótopo
inestable, de vida media relativamente larga.
• Este hecho es clave para calcular la edad de los
objetos por medio del método del carbono C –
14.

8. • El C – 14 se encuentra en el aire en forma de
CO2 , gas radiactivo que absorbe las platas y que
incorporan a sus células. Luego, a través de la
cadena trofica, la totalidad de los seres vivos
absorbe un porcentaje de este isótopo. Cuando un
animal o planta muere, deja de intercambiar
materia y energía con el medio, porque el
contenido de C – 14 disminuye a través de
sucesivas desintegraciones nucleares,
transformando C – 14 en N – 14 y emitiendo
radiación beta negativa.
6
C14 ------- 7 N14 + β-

9. FENOMENOS RADIACTIVOS
FUSIÓN FISIÓN
NUCLEAR NUCLEAR

10. FUSIÓN NUCLEAR
• Unión de núcleos ligeros con formación de
núcleos más pesados y liberación de
energía.

11. FISIÓN NUCLEAR
• Es la división de un núcleo muy pesado en
un par de núcleos más livianos, proceso en
el cual se libera gran cantidad de energía.

12. Aplicaciones pacificas de la
fisión nuclear
1- Generación de electricidad utilizando el
calor producido por una reacción en cadena,
controlada en un reactor.
Reactor Nuclear: Es un sistema que controla la
energia que se produce en la reacción en cadena
Combustible U – 235 o Pu – 239.

13. Componentes de un reactor
1. Material Moderador: usualmente agua,
que sirve para desacelear los neutrones
producidos en fisión.
2. Barras de control: Cd o B que absorben
los neutrones.
3. Sistema de enfriamiento: absorbe el calor
producido por fisión y lo transporta hacia
vapor de agua para hacer reaccionar el
generador electrico.

14. 4- Sistema de Blindaje: que evita la fuga de
radaciones al exterior del reactor.
TIPOS DE REACTORES
POTENCIA INVESTIGACIÓN

15. Impacto de la tecnología nuclear
• 1- Pruebas Nucleares: las sustancias radiactivas que
se generan a partir de una explosión nuclear de
experimentación se incorporan al medio, contaminando
el agua, el suelo y el aire.
• 2- Producción de potencia nuclear: El uso de la fisión
nuclear para generar electricidad es considerado por
muchos una amenza para el medio ambiente.
• 3- Usos Medicos de la radiación: El uso de radiación
en medicina puede ser con proposito de deiagnostico
(Rayos x o examenes de medicina nuclear) y para el
tratamiento de enfermedades como cáncer.

16. Isotopos radiactivos:
“Trazadores” de la salud
• Los trazadores se introducen en un organismo
vivo o en cualquier objeto para seguir su
trayectoria, a traves de la detección de las
radiaciones que emite.
• Utilidad : diagnostico y tratamiento de
enfermedades. Por medio de ellos, lo
medicamentos pueden detectar tempramente
enfermedades y tratarlas oportunamente.

17. Radiofármacos
• Tienen una Vida media discreta que permite
estudiar los organos y tejidos sin alterarlos.
• Tecnica consiste en:
1- Dar el radiofármaco al paciente por ingesta o
inyección o inhalación.
2- Atraves de un dispositivo de detección se sigue
el recorrido hasta que se concentre en un organo
o tejido.
3- La radiación emitida permite crear una imagen
del órgano y examinar.

18. Isótopo Vida media Area que estudia
Yodo - 131 8,1 días Tiroides
Hierro – 59 45,1 Globulos rojos
Fósforo - 32 14,3 Ojos, Higado y
tumores
Tecnecio - 99 6 hrs Corazon,
huesos, hígado y
pulmones
Sodio - 23 14, 8 hrs Sistema
circulatorio

19. Aplicaciones de los radioisótopos
INDUSTRIA
• Permite identificar diversas variables propias
del proceso .
Ej
Localizr fugas de líquidos o gases que se transportan
por cañerias.

20. Estudio de Medio Ambiente
• Se utiliza para detección y análisis de
contaminantes.
Agricultura
• Son utilizados en el estudio de la efectividad de
los nutrientes sobre diferentes cultivos.