Energía nuclear qm

EMISIONES ATÓMICASEMISIONES ATÓMICAS
Profesor: Nibaldo Pastén R.Profesor: Nibaldo Pastén R.

07/06/1607/06/16 Profesor Nibaldo Pastén RiveraProfesor Nibaldo Pastén Rivera 22
Rayos XRayos X
 Röentgen 1895Röentgen 1895
 Propiedades:Propiedades:
 Energía como radiacionesEnergía como radiaciones
electromagnéticas.electromagnéticas.
 Se propagan en línea rectaSe propagan en línea recta
 No se puede desviar su trayectoriaNo se puede desviar su trayectoria
mediante lente o prisma.mediante lente o prisma.
 Son radiaciones ionizantes (gases).Son radiaciones ionizantes (gases).
 Atraviesan la materia y destruyenAtraviesan la materia y destruyen
células.células.
07/06/1607/06/16 22

Descubrimiento del uranio y la radiactividad
Antoine Henri
Becquerel
 Físico francés
descubridor de la
radiactividad y
galardonado con el
Premio Nobel de
Física del año 1903.

REACCIONES NUCLEARES:
¿Qué es una reacción nuclear?
Una reacción nuclear es un cambio que
transforma el núcleo de un átomo en uno nuevo
con un número diferente de protones.
¿De que esta formado el núcleo atómico?
07/06/1607/06/16 44

Descubrimiento del Radio y Polonio
 Marie y Pierre Curie
 Físicos que en 1897
descubren los
elementos radiactivos
Polonio y Radio

Experimentos de Radiactividad
Ernest Rutherford 1902
Rayos β
Rayos γ
Rayos α

Emisión de partículasEmisión de partículas
 La radiación alfa (α) consiste en la emisión de partículas con carga
positiva de +2 y con una masa de 4 uma. Estas partículas son
idénticas a los núcleos de los átomos de helio ordinario 2
4
He+2
.
07/06/1607/06/16 99

 La radiación beta (β)
07/06/1607/06/16 1010
Las emisiones beta provienen del núcleo producto de la
desintegración de un neutrón

 La radiación gamma (γ)..
 Ejemplo; Isómería nuclear del disprosio.
 Ejemplo radiación gamma de protactinio.
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 Emisión de positrones (+1
0
e ó β+
)
 Aniquilación..
07/06/1607/06/16 1212

Captura electrónica (CE)
Se produce captura electrónica cuando un electrón proveniente
de las capas mas internas del átomo cae dentro del núcleo con
lo cual un protón se transforma en neutrón.

Pregunta
A

Pregunta
B

Pregunta
E

¿Qué es la transmutación?
Reacciones nucleares cuando elementos químicos inestables van perdiendo partículas y se
transforman en elementos de peso atómico inferior hasta que su núcleo se vuelve estable
(normalmente en plomo).
De las emisiones anteriores. La llamadas de transmutación:
Emisiones alfa.
Emisiones Beta.
Emisiones Positrones.
Captura electrónica.
07/06/1607/06/16 1717

Pregunta
A

Pregunta
C

Preguntas
A
D

Pregunta
Diga qué clase de partícula (α , β , γ) se desprenden en las
siguientes transformaciones.

Emisiones radiactivas
 Las emisiones radiactivas se pueden clasificar
en radiaciones de tipo natural y artificial.
 La forma de representarla es la siguiente.
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Preguntas
D

¿Por qué la masa del carbono es
12,011 y no sólo 12?
Masa atómica promedio
 Es la suma de los productos de las masas atómicas de losEs la suma de los productos de las masas atómicas de los
isótopos multiplicadas por los % de abundanciasisótopos multiplicadas por los % de abundancias
correspondientes.correspondientes.
Masa atómica =Masa atómica = (Masa isótopo x % abundancia) + (Masa isótopo x % abundancia)(Masa isótopo x % abundancia) + (Masa isótopo x % abundancia)
100100
07/06/1607/06/16 2424

¿Por qué la masa del carbono es
12,011 y no sólo 12?
 El carbono en forma natural contiene tres
isótopos:
12
C (98.892 % de abundancia)
13
C (1.108 % de abundancia)
14
C (2.0 x 10-10
% de abundancia).
 El cálculo de la masa atómica promedio del
carbono es:
12.011 uma

ISÓTOPOS
 Ejemplo
1H1
1 H2
1H3
 Átomos de un mismo elemento (igual cantidad de
protones) los cuales se diferencian en el número de
neutrones es decir, poseen diferente número másico.
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EjerciciosEjercicios
1.1. Entre los símbolos que aparecen a continuaciónEntre los símbolos que aparecen a continuación
¿Cuáles pertenecen a parejas de isótopos?¿Cuáles pertenecen a parejas de isótopos?

77NN1414
,, 1313AlAl2727
,, 66CC1414
,, 77NN1313
,, 1414SiSi2828
,, 66CC1212
,, 1717ClCl3535
,, 3535BrBr8080
07/06/1607/06/16 2727

Isóbaros
Átomos con distinto número atómico e igual masa..Átomos con distinto número atómico e igual masa..
Ejemplo:Ejemplo:
66CC1414
77NN1414
De los siguiente átomos indique los que corresponden aDe los siguiente átomos indique los que corresponden a
isobaros:isobaros:
11HH11
1515PP3131
11HH33
8989AcAc228228
1515PP3232
22HeHe33
9090ThTh228228
07/06/1607/06/16 2828

IsótonosIsótonos
 Átomos con distinto número atómico yÁtomos con distinto número atómico y
distinto número másico pero igual númerodistinto número másico pero igual número
de neutrones.de neutrones.
 EjemploEjemplo
11HH33
22HeHe44
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Pregunta
B

CONCEPTOS DE RADIOPROTECCIÓN
07/06/1607/06/16 3131

Pregunta
B

Cinturón deCinturón de
estabilidadestabilidad

Decaimiento radiactivoDecaimiento radiactivo

Series radiactivasSeries radiactivas

VIDA MEDIA O PERIODO
DE SEMI-DESINTEGRACIÓN (t1/2).
 Tiempo que necesitan la mitad de los átomos de unaTiempo que necesitan la mitad de los átomos de una
determinada muestra para sufrir una desintegracióndeterminada muestra para sufrir una desintegración
nuclear.nuclear.
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VIDA MEDIA O PERIODO
DE SEMI-DESINTEGRACIÓN (t1/2).
 Tiempo que necesitan la mitad de los átomos de unaTiempo que necesitan la mitad de los átomos de una
determinada muestra para sufrir una desintegracióndeterminada muestra para sufrir una desintegración
nuclear.nuclear.
 Ejemplo 1Ejemplo 1 ::
Se dispone de 16 g de un isótopo radiactivo cuya vidaSe dispone de 16 g de un isótopo radiactivo cuya vida
media es de 15 días.¿Cuál será la masa residual demedia es de 15 días.¿Cuál será la masa residual de
isótopo, después de transcurridos 60 días?isótopo, después de transcurridos 60 días?
(días) = 0 --- 15 --- 30 --- 45 --- 60
(masa) = 16 --- 8 --- 4 --- 2 --- 1g
07/06/1607/06/16 3737

VIDA MEDIA O PERIODO DE SEMI-
DESINTEGRACIÓN (t1/2).
 Ejemplo 2 :Ejemplo 2 :
20 g de un isótopo radiactivo se desintegran, llegando a20 g de un isótopo radiactivo se desintegran, llegando a
5 g transcurridos 16 años. ¿Cuál será la vida media de5 g transcurridos 16 años. ¿Cuál será la vida media de
este isótopo?este isótopo?
20g ------------ 10g --- ---------5g
0 años-------- --------16 años
8 años
07/06/1607/06/16 3838

Pregunta
B

Pregunta
E

Pregunta
D

Energía nuclear
Fisión
Fusión

Fenómenos radiactivos
Fisión nuclear.
 División de un núcleo pesado en dos núcleos mas
livianos y estables, liberando energía.
 Produce mas neutrones de los que necesita al inicio.
 Estos procesos se llevan a cabo en los reactores.
07/06/1607/06/16 4343

Fusión nuclear.
 Unión de núcleos más ligeros para formar núcleos másUnión de núcleos más ligeros para formar núcleos más
pesados y estables.pesados y estables.
 Se genera una inmensa cantidad de energía.Se genera una inmensa cantidad de energía.
 El proceso requiere elevadas temperaturas.El proceso requiere elevadas temperaturas.
10.000.000ºK.10.000.000ºK.
07/06/1607/06/16 4444

Pregunta
D

Pregunta
A

USOS DE LA RADIACTIVIDAD EN SALUD
Diagnóstico.
 RADIOGRAFÍA Es la
primera aplicación médica de
las radiaciones ionizantes.
Este tipo de radiación (salvo
las partícula alfa) es capaz de
atravesar los tejidos blandos,
no así los más densos, lo que
permite obtener una imagen
de ciertos órganos y
estructuras internas.
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Algunos núclidos o isótopos radiactivos, sus vidas medias y sus
aplicaciones médicas como marcadores en el cuerpo humano.
Núclido Vida media Área del cuerpo que se estudia
131
I 8.1 días Tiroides
59
Fe 45.1 días Glóbulos rojos
99
Mo 67 horas Metabolismo
32
P 14.3 días Ojos, hígado, tumores
51
Cr 27.8 días Glóbulos rojos
87
Sr 2.8 horas Huesos
99
To 6.0 horas Corazón, huesos, hígado, pulmones
133
Xe 5.3 días Pulmones
24
Na 14.8 horas Sistema circulatorio

Tomografía por emisión de
positrones (PET)
 Consiste en introducir en el
organismo, por vía intravenosa,
isótopos radiactivos de baja energía
y muy corta vida. A partir de la
radiación que emiten se obtiene una
imagen diagnóstica muy precisa.
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PreguntaPregunta
A

Terapia
 La energía contenida en las
radiaciones permite la destrucción
de células o tejidos tumorales,
evitando dañar órganos y tejidos
próximos.
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 Otras aplicaciones Inmunoanálisis
 Se emplean materiales radiactivos para realizar análisis de
muestras de sangre .
 Esterilización de artículos médicos
La esterilización de vendajes, suturas, catéteres o jeringas, se
realiza a partir de rayos gamma, sin emplear calor ni gases letales
que pudieran dejar residuos tóxicos.
 Esterilización de alimentos
La radiación utilizada elimina los parásitos, mejorando así la
conservación de los productos alimenticios, que no se convierten
en radiactivos ni suponen un riesgo para el consumidor.
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