i i i d l di i id dPrincipios de la Radiactividad

El tomo

El tomoEl tomoEstructura atmica

El tomodimensiones

El Atomo es prcticamente pvacio

3.5 km

Plaza de Bolvar

25 cm Los Hroes

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

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

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

Clases de nuclidosClases de nuclidosISTOPOS: Tienen el mismo Z, pero difieren por el nmero de neutrones

N y el nmero msico A:

C126C6

C14C146

T bl idiTabla peridica

T bl d lidTabla de nclidos

C 60Co-60

Color: tipo de

RadiacinRadiacin

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.

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

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

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

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

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

Emisin alfaEmisin alfaAA 4 ++ YX AZAZ 42

++ NpAm 2379324195

Emisin betaEmisin beta

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 ( )

Decaimiento del Cobalto 60

Decaimiento del Radio 226

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:

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

REACCION DE FISIN EN CADENAREACCION DE FISIN EN CADENAREACCION DE FISIN EN CADENAREACCION DE FISIN EN CADENA

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.

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.

IonizacinIonizacin

H2O ( H+ ) + ( OH-)H2O ( H ) ( OH )

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

Espectro ElectromagnticoElectromagntico

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.