Principios de Radiactividad
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i i i d l di i id dPrincipios de la Radiactividad
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El tomo
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El tomoEl tomoEstructura atmica
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El tomodimensiones
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El Atomo es prcticamente pvacio
3.5 km
Plaza de Bolvar
25 cm Los Hroes
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El ncleo atmicoEl ncleo atmico
Dentro del ncleo hay dos clases de partculas:
Protones: Carga elemental positiva (e= 1.0602 * 10-19) CProtones: Carga elemental positiva (e 1.0602 10 ) CMasa: 1,672 * 10-27 kg
Neutrones: Sin cargaNeutrones: Sin cargaMasa: 1,674 * 10-27 Kg
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El ncleo atmicoEl ncleo atmico
El nmero de protones es: Z
El nmero de neutrones es: N
El d A l dEl nmero de masa es: A representa el nmero denucleones
A = Z + NA Z + N
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Nclido o RadionclidoNclido o Radionclido
Especie atmica caracterizada por los valores de
A Z NA, Z , N
En ciertos casos es preciso indicar la energa
Un nclido es representado
XA X Es el smbolo del elemento qumicoXZ
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Clases de nuclidosClases de nuclidosISTOPOS: Tienen el mismo Z, pero difieren por el nmero de neutrones
N y el nmero msico A:
C126C6
C14C146
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T bl idiTabla peridica
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T bl d lidTabla de nclidos
C 60Co-60
Color: tipo de
RadiacinRadiacin
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Radiactividad
La mayora de los ncleos sonycombinaciones estables de nucleones.
Sin embargo algunas combinaciones de EnergiaSin embargo, algunas combinaciones deprotones y neutrones no dan lugar acombinaciones estables
Particulasg
combinaciones estables.
Los ncleos inestables tienden a formaruna configuracin estable liberandopartculas y energa.
Este proceso de emisin espontnea sellama desintegracin radiactiva y ela a des teg ac ad act va y efenmeno radiactividad.
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RadiactividadRadiactividad
La desintegracin radiactiva responde a las
leyes estadsticas y sus propiedades son
independientes de cualquier influencia del
entorno tales como presin, temperatura,
campos elctricos o magnticos yAtomo radiactivo
reacciones qumicas
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Ley temporal de la desintegracin radiactivadesintegracin radiactiva
A = - dN/dt 1,00
A = N A=Ao . exp(/T)dN/N = -dt
0,50
N
0
Sumando entre el nmero detomos en el instante inicial
0 N d
1/e
N
/
N
t = 0, y N, nmero de tomos enun instante t cualquiera:
tN dtdN 0,100,20
=N
dtN 0
0
0T 2T 3T 4T 5T 6T
TIEMPO
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EJEMPLOEJEMPLO
Si Ao = 40 mCi T1/2 = 432 aos
Despus de 50 aos cual ser su actividad ?
A = A0 x exp( ln 2 x t / T)A = A0 x exp( - ln 2 x t / T)
A = 36.93 mCi
A = 36.93 x 10-3 Ci x 37 GBq / 1 Ci
A = 1.366 GBq
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Algunos valores de periodo
Nucleido Radiactivo
PerodoT
Constante de Desintegracin g
92 238 U 4,5 . 10
9 aos 4,9 . 10-18 s-1
88 226Ra 1620 aos 1,3 . 10-11 s-1
53 131 I 8,05 das 10 . 10
-7 s-1
76133 As 26 5 horas 7 3 10-6 s-176 As 26,5 horas 7,3 . 10 s
84 218 Po 3,05 minutos 3,78 . 10
-3 s-1
85 218 At 3,05 minutos 0,4 seg
-1
84214 Po 1,64 . 10
-4 segundos 4,23 . 10-3 s-184
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P d d i t i lProcesos de desintegracin nuclear
Los nclidos inestables, ya sean naturales o artificiales, pueden
lograr su estabilidad mediante un nmero limitado de formas de
decaimiento:Decaimiento alfa ()Decaimiento beta ms (+)D i i t b t ( -)Decaimiento beta menos ( )Captura electrnica
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Emisin alfaEmisin alfaAA 4 ++ YX AZAZ 42
++ NpAm 2379324195
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Emisin betaEmisin beta
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Procesos de desintegracin nuclearEmisin gamma
Es de anotar que en un buen nmero de casos, el proceso de decaimiento es
seguido por emisin de radiacin electromagntica, conocida como radiacin
gamma ( )
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Decaimiento del Cobalto 60
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Decaimiento del Radio 226
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Radiacin neutrnica
Adems de los neutrones existentes en el ncleo, tambin es
posible tener neutrones libres como forma de radiacin.
A la emisin de neutrones provenientes de fuentes radiactivas
como Cf-252 por fisin espontnea, se puede adicionar la
produccin de neutrones por los siguientes mecanismos:
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Radiacin neutrnica
Por bombardeo de elementos estables con radiacin gamma dePor bombardeo de elementos estables con radiacin gamma de
alta energa o alfa , convirtiendo estos elementos estables en
inestables y su desexcitacin se logra con la emisin de
neutrones:nBBe 10
84
94 ++
nCBe 10136
42
94 ++
Este tipo de reaccin nuclear permite la construccin de fuentes
de neutrones como Ra-Be y Am-Be
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REACCION DE FISIN EN CADENAREACCION DE FISIN EN CADENAREACCION DE FISIN EN CADENAREACCION DE FISIN EN CADENA
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R di i i iRadiaciones ionizantes
Las sustancias radiactivas son emisores de energa, la cual puede
ser en forma de partculas alfa, partculas beta y radiacin
gamma.
La radiacin X y la radiacin gamma, las cuales son radiacin
electromagntica de corta longitud de onda, tienen propiedades
id ti dif i d i t iidnticas, diferencindose nicamente en su origen.
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R di i i i tRadiaciones ionizantes
La radiacin x es emitida por los tomos a travs de dos tipos de
mecanismos:
Fluorescencia de rayos x: Cuando los electrones realizan cambiosFluorescencia de rayos x: Cuando los electrones realizan cambiosen los niveles de energa.
Radiacin de frenado: Consiste en la desaceleracin de partculascargadas.
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IonizacinIonizacin
H2O ( H+ ) + ( OH-)H2O ( H ) ( OH )
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Radiaciones ionizantes
Las radiaciones a ser consideradas son: Radiacin gamma
Radiacin x
Radiacin electrnica ( beta ms y menos)
Partculas pesadas cargadas ( radiacin alfa)
N Neutrones
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Espectro ElectromagnticoElectromagntico
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Radiaciones ionizantes
Con este criterio, se incluira radiacin electromagntica con
longitud de onda inferior a 320 nm cubrindose casi toda la
banda de radiacin ultravioleta ( uv 10-400 nm ).
Sin embargo para propsitos prcticos la radiacin ultravioletaSin embargo, para propsitos prcticos la radiacin ultravioleta
no es considerada radiacin ionizante en el contexto de la fsica
radiolgica, teniendo en cuenta que su poder de penetracin es
equivalente a la luz visible.