0. INTRODUCCIÓN - Tema8 FISICA NUCLEAR 2013

0
0
39
1 week ago
PDF Preview
Full text
(1)22/03/2013. TEMA 8– FISICA NUCLEAR. Curso 2012-13. Toni Rama. 0. INTRODUCCIÓN. OBJETIVO FISICA:. Entender los fenómenos de la Naturaleza y explicarlos mediante ecuaciones matemáticas que nos permitan recrearlos, predecirlos o controlarlos. UNIFICARLOS en una única ley o principio.. 4 INTERACCIONES BÁSICAS QUE EXPLICAN TODAS LAS FUERZAS DE LA NATURALEZA. 2. 1.

(2) 22/03/2013. 0. INTRODUCCIÓN 1.- INTERACCIÓN GRAVITATORIA. ISAAC NEWTON (1642). GRAVEDAD. G A nivel macroscópico parece mucho más intensa que el resto de interacciones. 3. 0. INTRODUCCIÓN 2.- INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. ELECTROMAGNETISMO JAMES CLERK MAXWELL (1831). EM. Mucho más intensa que la INTERACCIÓN GRAVITATORIA a escala atómica (la fuerza gravitacional es despreciable respecto a la eléctrica). Realmente la mayoría de fuerzas de la vida cotidiana son fuerzas del tipo EM que actúan a nivel atómico y molecular (pelota de 4 tenis chocando contra el suelo).. 2.

(3) 22/03/2013. 0. INTRODUCCIÓN ¿ES POSIBLE EXPLICAR TODOS LOS FENÓMENOS?. GRAVEDAD. ELECTROMAGNETISMO. G. EM. NO ¿QUE PASA EN EL INTERIOR DEL ÁTOMO? 5. 0. INTRODUCCIÓN ¿QUE PASA EN EL INTERIOR DEL ÁTOMO? INTERACCIÓN EM explica movimiento electrones en órbitas alrededor del núcleo (protones + neutrones). Según INTERACCIÓN EM núcleo del átomo sería inestable ya que cargas del mismo signo se repelen. 6. 3.

(4) 22/03/2013. 0. INTRODUCCIÓN ¿QUE PASA EN EL INTERIOR DEL ÁTOMO? Ha de existir una fuerza muy intensa (más que EM) que mantenga UNIDO al NÚCLEO.. Se trata de la INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE. Sólo se produce para distancias muy cortas (10-14m). Se produce entre dos protones, dos neutrones o un neutrón y un protón. La INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE entre dos protones es unas 100 veces más fuerte que la INTERACCIÓN EM. 7. 0. INTRODUCCIÓN ¿QUE PASA EN EL INTERIOR DEL ÁTOMO?. INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE es válida dentro de la física cuántica para partículas ELEMENTALES (no se pueden desintegrar en partículas más pequeñas). Neutrón o protón están constituidos por 3 partículas elementales llamadas QUARKS.. 8. 4.

(5) 22/03/2013. 0. INTRODUCCIÓN Existen algunos procesos como por ejemplo la desintegración radioactiva que no pueden ser explicados en términos de interacción nuclear fuerte INTERACCIÓN NUCLEAR interacción EM).. DÉBIL (Se. ha. unificado. con. la. Magnitudes de cada interacción para partículas a una distancia de 10-15 m. FUERZA. Valor Relativo. Gravitatoria. 1. Nuclear Débil. 1025. Electromagnética. 1036. Nuclear Fuerte. 1038 9. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS Un átomo está compuesto básicamente por 3 tipos de partículas: los electrones, los protones y los neutrones. Estos últimos están unidos en un núcleo y se denominan nucleones. COMPOSICIÓN DEL NUCLEO ATÓMICO Número másico (A): nº de nucleones (protones y neutrones). A Z. Cp. Nº de neutrones. A=Z + N. Elemento de la tabla periodica Numero atómico (Z): nº de protones. 10. 5.

(6) 22/03/2013. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS Llamamos ISÓTOPOS a los átomos que contienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones.. Se define como unidad de masa atómica a: 1u = 1.6605402·10-27kg. Definimos masa atómica de un elemento como la media ponderada de las masas de sus isótopos.. ¿DIMENSIÓN APRÓXIMADA DE UN NÚCLEO?. 6.

(7) 22/03/2013. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS ¿DIMENSIÓN APRÓXIMADA DE UN NÚCLEO? Experimento de Rutherford. Bombardeo de partículas α (helio). 4 2. H 2+. MAYORIA RADIO DEL NUCLEO. R = R0 3 A Numero másico(A Radio nuclear más pequeño (átomo de 13 hidrógeno 1.2·10-15m. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS • Experimento de Rutherford. Conclusiones Tamaño del núcleo << tamaño del átomo. Espacio vacio. NUCLEO es una canica (1cm). Átomo es un estadio de futbol (10.000cm).. 14. 7.

(8) 22/03/2013. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS • Experimento de Rutherford. Conclusiones Tamaño del núcleo << tamaño del átomo. Espacio vacio. NUCLEO es una canica (1cm). Átomo es un estadio de futbol (10.000cm). TAMAÑO DE UN ÁTOMO es de 0.2 a 0.5nm (1nm = 10-9 m). 15. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS ENERGÍA DE ENLACE Y DEFECTO DE MASAS MASA NUCLI = MASA DE LOS PROTONES + MASA NEUTRONES. M ( ZAX ) < m p Z + mN ( A - Z ). Dm. DEFECTO DE MASAS. E = Dm × c 2 ENERGIA DE ENLACE. 16. 8.

(9) 22/03/2013. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS ENERGÍA DE ENLACE Y DEFECTO DE MASAS. E = Dm × c 2 Pérdida de masa de los nucleones al fusionarse genera una gran energía (orden de MeV). ENERGÍA NUCLEAR. 1u = 931,5MeV Energía generada por procesos químicos que descomponen moléculas es como máximo de 10eV. También se puede definir como la energía necesaria para separar los nucleones, por lo tanto núcleos de elementos con una energía de enlace muy grande significa que ese elemento es muy estable (Fe o Zn). 17. Ejemplo 5 pág 330 McGraw Hill. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS ENLACE QUÍMICO. ENLACE NUCLEAR. + ÁTOMOS INDIVIDUALES. ENERGIA DE ENLACE. MASA. AGRUPACIÓN DE ÁTOMOS ENLACE QUÍMICO. ENERGIA. PÉRDIDA DE ENERGIA?. +. -. NUCLEONES SEPARADOS PÉRDIDA DE MASA. +. AGRUPACIÓN DE NUCLEONES ENLACE NUCLEAR. ENERGIA DE ENLACE. TNT (Explosivos). URANIO. E = 10eV. E = 200 MeV. 18. 9.

(10) 22/03/2013. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS ENERGÍA DE ENLACE Y DEFECTO DE MASAS. E/A. E = Dm × c 2. Hierro: elemento más estable (VALLE de ESTABILIDAD). A. 19. 1. LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS ENERGÍA DE ENLACE Y DEFECTO DE MASAS. E = Dm × c 2. E/A. FISIÓN (Elementos se desintegran hasta convertirse en Fe o Pb FUSIÓN (Elementos se fusionan hasta convertirse en Fe). Procesos evolucionan hacia máximo de estabilidad (energía potencial mínima). Elemento tiende a evolucionar hacia el hierro. A. 20. 10.

(11) 22/03/2013. 1.1.- FISIÓN NUCLEAR Definición: FISIÓN NUCLEAR es el proceso por el cual, algunos núcleos pueden liberar mucha energía si se dividen formando dos núcleos más ligeros. + + + + + +. ++ +. + + +. + + + +. +. +. +. +. +. SE TRATA DE MATERIALES CON NÚCLEOS PESADOS QUE SON POCO ESTABLES (MATERIALES RADIACTIVOS COMO URANIO 235 O PLUTONIO 239). SE BOMBARDEA CON NEUTRONES QUE SON CAPTURADOS POR EL NÚCLEO (ENERGÍA DE ACTIVACIÓN). EL NÚCLEO SE DIVIDE EN DOS NUCLEOS MENOS PESADOS + NEUTRONES SEPARADOS + ENERGÍA DE ENLACE. 21. 1.1.- FISIÓN NUCLEAR Definición: FISIÓN NUCLEAR es el proceso por el cual, algunos núcleos pueden liberar mucha energía si se dividen formando dos núcleos más ligeros. + + + +. ++ +. + + + + + +. + + + + +. +. +. + + +. + +. +. +. +. + +. + + +. EL NÚCLEO SE DIVIDE EN DOS NUCLEOS MENOS PESADOS + NEUTRONES SEPARADOS + ENERGÍA DE ENLACE. LOS NEUTROS LIBERADOS POR LA FISIÓN DE UN NÚCLEO PUEDEN VOLVER A “FISIONAR” OTROS NÚCLEOS. REACCIÓN EN CADENA. 22. 11.

(12) 22/03/2013. 1.1.- FISIÓN NUCLEAR REACCIÓN EN CADENA (FISIÓN DE NÚCLEOS). CONTROLADA. NO CONTROLADA. “Me he convertido en la muerte, el destructor de mundos” J. Robert Oppenheimer, tras la construcción de la bomba atómica. Trinity, 1.945. 23. 1.2.- FUSIÓN NUCLEAR Definición: FUSIÓN NUCLEAR es el proceso por el cual, dos núcleos ligeros pueden liberar mucha energía al unirse y formar un núcleo más pesado. 2 1. H. + +. 3 1. H. +. 1. 4. 2 He. +. 0. n. UN ÁTOMO DE DEUTERIO Y TRITIO (ISÓTOPOS DEL HIDRÓGENO) SE PUEDEN UNIR PARA FORMAR UN ÁTOMO DE HELIO. AL UNIRSE EL NUEVO NÚCLEO PRESENTA UN DEFECTO DE MASA DE 0,0189u QUE EQUIVALE A 17,6 MeV. SE TRATA DE LA ENERGÍA DE ENLACE. TAMBIÉN SE DESPRENDE UN NEUTRÓN. 24. 12.

(13) 22/03/2013. 1.2.- FUSIÓN NUCLEAR Definición: FUSIÓN NUCLEAR es el proceso por el cual, dos núcleos ligeros pueden liberar mucha energía al unirse y formar un núcleo más pesado. 2. 1H. + +. 3 1. H. 1. 4. +. 2 He. CALOR. +. 0. n. PARA QUE SE PRODUZCA LA FUSIÓN SE NECESITA UNA ENERGIA DE ACTIVACIÓN EN FORMA DE CALOR (ENERGÍA TÉRMICA DE HASTA 106 K). SE PRODUCE DE MANERA NATURAL EN EL SOL Y LAS ESTRELLAS. 25. 1.2.- FUSIÓN NUCLEAR REACCIÓN EN CADENA (FUSIÓN DE NÚCLEOS). CONTROLADA. NO CONTROLADA. 26. 13.

(14) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR ENERGÍA DE ENLACE Y DEFECTO DE MASAS. NUCLEO ES UN ELEMENTO MUY ESTABLE. ¿SIEMPRE?. NO TODOS LOS ISÓTOPOS SON ESTABLES (RADIOACTIVIDAD). 27. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR Documental sobre la radiactivitat TV3: • http://dl.dropbox.com/u/9098134/unitat%208/1_fsica_nuclear.html ¿Radiactividad perjudicial?. Central Nuclear: Fisión controlada. Sonda Cassini - Huygens cerca de Saturno (Font NASA). Generadores termoeléctricos que funcionaban gracias a una sustancia radioactiva. Datación de momias. ¿Presenta Riesgos? ¿Los riesgos son menores que los beneficios?. 28. 14.

(15) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR Ejemplo de FISIÓN NUCLEAR con URANIO235.. Ejemplo de RADIOACTIVIDAD. (fuente WIKIPEDIA). 29. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) BANDA DE ESTABILIDAD NUCLEAR Existen algunos elementos que emiten radiaciones espontáneas (RADIOACTIVIDAD). Todos los núcleos tienen NEUTRONES exceptuando el isótopo más simple del hidrógeno (1H) Emparejamiento de un protón y un neutrón representa cierta estabilidad. Banda de estabilidad nuclear. Se trata de aquella relación de Neutrones-Protones (N-Z) que presenta una estabilidad. Es decir que no radian o emiten ninguna partícula.. 30. 15.

(16) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) BANDA DE ESTABILIDAD NUCLEAR Se observa experimentalmente que en general los núcleos son radiactivos cuando: Hay más protones que neutrones.. Son demasiado pesados. Tienen un número impar de protones y de neutrones. 31. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) BANDA DE ESTABILIDAD NUCLEAR. 32. 16.

(17) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) BANDA DE ESTABILIDAD NUCLEAR. 33. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) BANDA DE ESTABILIDAD NUCLEAR NÚCLEOS ESTABLES para Z pequeño (hasta 30) si la relación N/Z es aproximadamente 1. NÚCLEOS ESTABLES para Z grande (a partir de 30) si la relación N/Z es mayor que 1 (a mayor número de Z mayor ha de ser la relación). Si Z es un número bajo, significa que el núcleo contiene menos NUCLEONES y por tanto la distancia entre las partículas es inferior a 10-15 m y por tanto la INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE es mayor que la INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. Si Z es un número grande, el núcleo contiene más NUCLEONES y por tanto la distancia entre las partículas es cada vez mayor (> 1014m) y por tanto la INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE es del orden de la INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. Por tanto se necesitan más NEUTRONES para que sea estable (N/Z crece). 34. 17.

(18) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) En 1896 Becquerel descubrió que cristales de sal de URANIO emitían partículas (RADIOACTIVIDAD), debido a la desintegración de los núcleos de la sustancia radioactiva. PARTÍCULAS α: Son partículas con carga positiva (catión de Helio).4 2+. 2. He. PARTÍCULAS β: Pueden ser electrones (β-) o positrones (β+) (antipartícula del electrón). PARTÍCULAS γ: Son Radiación electromagnética.. fotones.. 35. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) Penetración de los diferentes tipos de partículas.. Fuente: http://www.lapizarradeyuri.com. 36. 18.

(19) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) APLICACIONES: • RADIOLOGIA à RADIOTRAZADORES: Diagnósticos médicos mediante imágenes que se basan en las radiaciones generadas después de la inhalación o inyección de ciertos radioisótopos (ej: Gammagrafía à Tomografías). Mapa de la “luminosidad”. 37. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) APLICACIONES: RADIOLOGIA • RADIOTRAZADORES: Diagnósticos médicos mediante imágenes que se basan en las radiaciones generadas después de la inhalación o inyección de ciertos radioisótopos (ej: Gammagrafía à Tomografías). 38. 19.

(20) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) APLICACIONES: • RADIOTERAPIA: Tratamiento contra células cancerígenas.. 39. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) No todas las radiaciones son iguales. Concepto de dosis equivalente. La dosi absorbida es és la quantitat d'energia absorbida per unitat de massa del cos irradiat [SI Gy: gray]. Un gray (Gy) representa la radiació necessària per a dipositar 1 joule d'energia en 1 kilogram de matèria irradiada (1Gy = 1 J·kg-1). La dosi equivalent, que dóna una mesura dels efectes biològics de la radiació. La dosi equivalent és la magnitud que s'ha de tenir en compte quan es parla de protecció radiològica dels humans i del medi ambient. [SI Sv: Sievert].. DEPEN DEL TIPUS DE RADIACIÓ DOSI EQUIVALENT = DOSI ABSORBIDA X FACTOR. 40. 20.

(21) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) No todas las radiaciones son iguales. Concepto de dosis equivalente.. Fuente: http://dl.dropbox.com/u/9098134/unitat%208/112_mesura_de_la_radiaci_absorbida.html. 41. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) 1.- LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA. 2.- REACCIONES NUCLEARES. 42. 21.

(22) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA Evolución que siguen los núcleos (átomos) de una sustancia radioactiva, es decir, cantidad de núcleos desintegrados por unidad de tiempo.. N o - N f = - DN = l × N × Dt. Intervalo de tiempo. Núcleos presentes Núcleos desintegrados Constante de desintegración [1/s]. Representa la probabilidad de que un núcleo se desintegre por unidad de tiempo (depende material) 43. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA. DN = -l × N × Dt Þ ¶N = -l × N × ¶t. Þ. ¶N = -l × ¶t N. Þ ??????. 44. 22.

(23) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA. DN = -l × N × Dt Þ ¶N = -l × N × ¶t. Þ. ¶N ¶N = -l × ¶t Þ ò = -l × ò ¶t N N. Þ ln N = -l × t + K Þ N (t ) = e - l×t + K Como se determina la K? Condiciones iniciales 45. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA. N (t ) = e - l×t + K Condiciones iniciales. N (0) = N o = e K. Þ K = ln N o. N (t ) = e - l×t + ln N o = N o e - l×t Número de átomos en un determinado instante de tiempo t. N (t ) = N o e - l×t Núcleos iniciales. 46. 23.

(24) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA. N (t ) = N o e - l×t http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/applist/decay/decay.htm. Tiempo que tarda una muestra radiactiva en reducirse a la mitad. PERIODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN. 47. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA. - l ×T 1 No æ ö N ç T1 ÷ = = Noe 2 è 2ø 2. T1 = 2. ln 2 l. PERIODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN. 48. 24.

(25) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA Cálculo del número de desintegraciones por unidad de tiempo.. DN = -l × N × Dt Þ ¶N = -l × N × ¶t Þ-. ¶N (t ) = l × N (t ) = A(t ) ¶t. A(t ) = l × N(t ) = l × Noe-l×t. [Bq]. ACTIVIDAD: Número de desintegraciones por unidad de tiempo. Unidad del SI Becquerel.. 1Ci = 3,7 ×1010 Bq. 49. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVA OTROS PARÁMETROS.. t=. 1 l. VIDA MEDIA DE UN NÚCLEO.. A(t ) = l × N(t ) = l × Noe-l×t. ACTIVIDAD: Número de desintegraciones por unidad de tiempo.. Problemas McGraw pág 336, nº6,7 Problemas McGraw pág 339, nº9. 50. 25.

(26) 22/03/2013. 2.- RADIOACTIVIDAD NATURAL APLICACIONES: CARBONO-14 (C-14) DATACIÓN DE MOMIAS-FOSILES:. FUENTE: http://www.estecha.com/momias-piedra-egipto.htm 51. 2.- RADIOACTIVIDAD NATURAL APLICACIONES: CARBONO-14 (C-14) EN TODOS LOS SERES VIVOS LA RELACIÓN ENTRE ÁTOMOS DE CARBONO-14 Y CARBONO-12 ES PRACTICAMENTE LA MISMA. FUENTE: ANÓNIMA. DATACIÓN DE MOMIAS-FOSILES: FUENTE: http://www.estecha.com/momias-piedra-egipto.htm. http://dl.dropbox.com/u/9098134/unitat%208/dataci.html. 52. 26.

(27) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Problema: Una excavación arqueológica en tierras egipcias ha revelado un gran número de piezas de una época desconocida. Si la concentración del Carbono-14 en la madera de un ataúd encontrado es de un 61% respecto de la concentración actual de la misma madera actualmente, de que año podemos pensar que es el ataúd? (Dato: Periodo de semidesintegración T(C-14) = 5370 años.. 53. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cualquier reacción NUCLEAR se puede expresar de la siguiente manera:. n+ p p. a + ZAX ® n ' + pp''b + ZA ''Y Núcleo inicial. Núcleo final. n + p + A = n'+ p'+ A'. Conservación del número másico total. p + Z = p '+ Z '. Conservación del número atómico total 54. 27.

(28) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Partículas que intervienen en una desintegración:. Antipartículas. Antipartículas (energía, radiación, no tienen masa). 55. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) Penetración de los diferentes tipos de partículas.. Fuente: http://dl.dropbox.com/u/9098134/unitat%208/122_desintegracions_radioactives.html. 56. 28.

(29) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cuando un núcleo se desintegra, se transforma en otro núcleo y en partículas. Esta desintegración puede ser de 3 tipos: alfa, beta y gamma. DESINTEGRACIÓN ALFA: Partícula alfa DESINTEGRACIÓN BETA: Partículas beta. EMISIÓN GAMMA: Partículas gamma.. http://www.youtube.com/watch?v=N-XmsSwhx_A&feature=related. 57. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cuando un núcleo se desintegra, se transforma en otro núcleo y en una partícula. Esta partícula puede ser de 3 tipos: alfa, beta y gamma. DESINTEGRACIÓN ALFA: Partícula alfa. A Z. X ® ZA--24 X '+ 24He 2+ PARTÍCULA α. 58. 29.

(30) 22/03/2013. 2.- RADIOACTIVIDAD A Z 212 83. X ® ZA--24X '+ 24He -4 4 Bi® 212 83 - 2Tl + 2 He. DESINTEGRACIÓN α à Desplazamiento de 2 posiciones a la izquierda. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES DESINTEGRACIÓN BETA: Partículas beta.. electrón. A Z. X®. A Z+1. 0 0. X'+ b + u 0 -1. antineutrino 1 0. 0 0. n® p + e + u 1 1. +. 0 -1. positrón. A Z. X ® Z-1A X'+ +10 b + 00u neutrino 1 1. +. p ® n+ 1 0. 0 +1. e + u +. 0 0. 60. 30.

(31) 22/03/2013. 2.- RADIOACTIVIDAD A Z. X®. 14 6. A Z+1. 0 0. X'+ b + u 0 -1. 0. C ® 147 N + -10 b + 0 u. DESINTEGRACIÓN β- à Desplazamiento de 1 posición a la derecha. 2.- RADIOACTIVIDAD A Z. X ® Z-1A X'+ +10 b + 00u. C ® 115 B+ +10 b + 00u. 11 6. DESINTEGRACIÓN β+ à Desplazamiento de 1 posición a la izquierda. 31.

(32) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES APLICACIONES: • RADIOTERAPIA: Tratamiento contra células cancerígenas I131. El nucli del iode-131 amb 78 neutrons i 53 protons és inestable i per tant radioactiu. La raó és que hi ha molts neutrons al nucli en relació al nombre de protons per a mantenir el nucli unit i es transforma en un altre nucli per a esdevenir més estable, emetent partícules. Així, en el iode-131 un neutró es converteix en un protó emetent un electró i una altra partícula anomenada antineutrí a molta velocitat.. DESINTEGRACIÓN BETA -. 63. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) APLICACIONES: • RADIOTERAPIA: Tratamiento contra células cancerígenas I131. El nucli del iode-131 amb 78 neutrons i 53 protons és inestable i per tant radioactiu. La raó és que hi ha molts neutrons al nucli en relació al nombre de protons per a mantenir el nucli unit i es transforma en un altre nucli per a esdevenir més estable, emetent partícules. Així, en el iode-131 un neutró es converteix en un protó emetent un electró i una altra partícula anomenada antineutrí a molta velocitat.. 64. 32.

(33) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cuando un núcleo se desintegra, se transforma en otro núcleo y en una partícula. Esta partícula puede ser de 3 tipos: alfa, beta y gamma. DESINTEGRACIÓN ALFA: El elemento radiactivo de número atómico Z, emite un núcleo de Helio (dos protones y dos neutrones), el número atómico disminuye en dos unidades y el número másico en cuatro unidades, produciéndose un nuevo elemento situado en el lugar Z-2 de la Tabla Periódica.. 65. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cuando un núcleo se desintegra, se transforma en otro núcleo y en una partícula. Esta partícula puede ser de 3 tipos: alfa, beta y gamma. DESINTEGRACIÓN BETA -: Se producen electrones y antineutrinos procedentes de la transformación de un neutrón en un protón dentro del núcleo. El electrón y el antineutrino son expulsados con una energía variable. Como resultado tenemos un núcleo con el mismo número másico y número atómico Z+1.. 66. 33.

(34) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cuando un núcleo se desintegra, se transforma en otro núcleo y en una partícula. Esta partícula puede ser de 3 tipos: alfa, beta y gamma. DESINTEGRACIÓN BETA -: Se producen positrones y neutrinos procedentes de la transformación de un protón en un neutrón dentro del núcleo. El positrón y el neutrino son expulsados con una energía variable. Como resultado tenemos un núcleo con el mismo número másico y número atómico Z-1.. 67. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cuando un núcleo se desintegra, se transforma en otro núcleo y en una partícula. Esta partícula puede ser de 3 tipos: alfa, beta y gamma. DESINTEGRACIÓN GAMMA: Cuando un núcleo atómico se encuentra excitado (Con más energía que en su estado fundamental), tiende a desprenderse de esta energía emitiendo radiación electromagnética de alta energía (rayos gamma). Es el equivalente a lo que sucede en los átomos con los saltos de los electrones entre niveles atómicos emitiendo luz (siendo muchas veces, luz visible). En el caso de los núcleos, la radiación que emiten es en torno a 1 millón de veces más energética que la de la luz que observamos. Esto hace que no podamos verla con nuestros ojos y que su poder de penetración en la materia sea mucho mayor.. 68. 34.

(35) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Cuando un núcleo se desintegra, se transforma en otro núcleo y en una partícula. Esta partícula puede ser de 3 tipos: alfa, beta y gamma. DESINTEGRACIÓN GAMMA:. fotón. A Z. X * ® ZAX + g. Núcleo excitado. Núcleo más estable. Mismo elemento 69. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) RESUMEN. 70. 35.

(36) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Series radioactivas naturales. PLOMO (NUCLEO ESTABLE). 71. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Series radioactivas naturales. 72. 36.

(37) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES. CÁLCULO DE REACCIONES NUCLEARES. PROBLEMAS. 73. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES PAU JUNY 2010: La tècnica de diagnòstic a partir de la imatge que s’obté mitjançant tomografia per emissió de positrons (PET, positron emission tomography) es fonamenta en l’anihilació entre la matèria i l’antimatèria. Els positrons, emesos pels nuclis de fluor, 18F, injectats al pacient com a radiofàrmac, s’anihilen en entrar en contacte amb els electrons dels teixits del cos i de cadascuna d’aquestes anihilacions es creen fotons, a partir dels quals s’obté la imatge. La desintegració d’un nucli de fluor, 18F, es pot escriure mitjançant la reacció nuclear següent:. 18 9. F ® 8x O + zy e + + 00 g. a) Digueu quants neutrons i quants protons té aquest isòtop artificial de fluor, 18F. Completeu la reacció nuclear, és a dir, determineu x, y i z. b) El període de semidesintegració del 18F és 109,77 s. Calculeu el temps que ha de passar perquè quedi una vuitena part de la quantitat inicial de 18F. Quin percentatge de partícules quedaran al cap d’una hora? Tenint en compte aquest resultat, digueu si podríem emmagatzemar gaire temps aquest 74 radiofàrmac i justifiqueu-ho.. 37.

(38) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Problema 1: Si un núcleo de número atómico 83 se desintegra y produce un núcleo con el mismo número másico y número atómico 84, ¿Qué tipo de proceso se ha producido?. A 83. A Z. X ® 84A O + -01p. X®. A Z +1. X '+ b. Desintegración BETA β-. 0 -1. 75. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Problema 2: En una desintegración radiactiva, el Bismuto Bi (A=212, Z=83) se transforma en Ti emitiendo una partícula α ¿Cuáles son los números másico y atómicos del Ti resultante?. 212 83. -4 4 Bi® 212 Tl + 83 - 2 2a. 212 83. Bi ® 20881Tl + 24a. Número másico 208 y número atómico 81. 76. 38.

(39) 22/03/2013. 2.- ESTABILIDAD NUCLEAR (RADIOACTIVIDAD) REACCIONES NUCLEARES Problema 3: Algunos átomos de nitrógeno 147 N atmosférico chocan con un neutrón y se transforman en 146 C que, por emisión de una partícula beta, se convierten de nuevo en nitrógeno. Escribe las correspondientes reacciones nucleares.. n+ p p. A Z. a + ZAX ® n ' + pp''b + AZ ''Y. 14 7. N + 01n®146 C + 11H. X ® Z +A1 X ' + -10b. 14 6. C ®147 N + -10b. 77. 39.

(40)

Nuevo documento

Amalgamation property in quasi modal algebras
Amalgamation Property It is known that the variety of modal algebras has the Amalgamation Property AP and the Superamalgamation Property SAP see [3] for these properties and the
Simultaneous approximation by a new sequence of Szãsz Beta type operators
Linear positive operators, Simultaneous approximation, Voronovaskaja-type asymptotic formula, Degree of approximation, Modulus of continuity.... and there holds the recurrence
A compact trace theorem for domains with external cusps
In [1] a different kind of trace result was obtained by introducing a weighted Sobolev space in Ω , such that the restriction to the boundary of functions in that space are in Lp ∂Ω..
A description of hereditary skew group algebras of Dynkin and Euclidean type
Λ[G] with G an abelian group and Λ an hereditary algebra of tame representation type The aim of this section is to describe all possible actions of a finite abelian group on an
Paths on graphs and associated quantum groupoids
Given any simple biorientable graph it is shown that there exists a weak *-Hopf algebra constructed on the vector space of graded endomorphisms of essential paths on the graph.. This
Drinfel’d doubles and Shapovalov determinants
The Shapovalov determinant for a class of pointed Hopf algebras is calculated, including quantized enveloping algebras, Lusztig’s small quantum groups, and quantized Lie superalgebras..
On semisimple Hopf algebras with few representations of dimension greater than one
In the paper we consider semisimple Hopf algebras H with the following property: irreducible H-modules of the same dimension > 1 are isomorphic.. Then M is the unique irreducible
Hopf algebras and finite tensor categories in conformal field theory
In more detail, one has the following Theorem: i The pair C, A, with C a modular tensor category and A a simple symmetric special Frobenius algebra in C, supplies all required
Global dimensions for Lie groups at level k and their conformally exceptional quantum subgroups
The previous equality relating global dimensions then follows from |Ak G| = |OE| and from the fact that, in the case of a quantum module E measuring a conformal embedding, the following
On twisted homogeneous racks of type D
Simple twisted homogeneous racks We now explore when Proposition 3.10 applies to a simple twisted homogeneous rack with L an alternating group An , n ≥ 5, or a sporadic group.. This

Etiquetas

Documento similar

MÁS ALLÁ DE LO PERCEPTIBLE
Como la carga de cada protón es +1, la carga total del núcleo es igual al número de protones np que contiene, al que se denomina número atómico del elemento y se simboliza con la letra
0
0
37
Micro examen fisica moderna
En este caso se trata de una emisión α, ya que el nucleido inicial se transforma en otro con 2 unidades menos de número atómico y 4 unidades menos de número másico.. El núcleo de radio
0
0
5
1. EL NÚCLEO ATÓMICO - Apuntes 10 Física nuclear
FISIÓN Y FUSIÓN NUCLEARES  Fisión nuclear: Observando la curva de energía de enlace por nucleón, se advierte que si un núcleo pesado se divide en dos núcleos intermedios, dichos
0
0
10
NOMENCLATURA DE LOS ISÓTOPOS
El núclido resultante tras una emisión alfa tendrá dos protones menos luego su número atómico será dos unidades menor y dos neutrones luego su número másico disminuye en cuatro
0
0
15
7. RESPUESTAS A LOS EJERCICIOS DE FÍSICA UNIDAD I. GENERALIDADES - CONOCIMIENTOS INGENIERÍA 2DA. PARTE
El azufre tiene número atómico 16, por lo que contiene 16 protones, al ionizarse como S2 gana dos electrones, que sumados a los 16, hacen un total de 18 electrones... El número atómico
0
0
77
Actividades recuperación verano 3 ESO
3 Indica el número de protones, neutrones y electrones de un elemento cuyo número atómico es 26 y su número másico es 56.. 4 El número atómico de un átomo de nitrógeno es 7 y el de
0
0
8
ÁTOMO: NÚCLEO Y ELECTRONES
ISÓMEROS NUCLEARES Tienen el mismo nº atómico, el mismo número másico y el mismo número de neutrones en el núcleo, pero se encuentran en diferentes estados energéticos; esto quiere
0
0
47
NIVEL: SECUNDARIA SEMANA N°
El número "Z" de protones que tiene el núcleo de un elemento constituye su : a Número de masa b Número atómico c Peso atómico.. La siguiente especie presenta en total 37 partículas
0
0
11
Emisión β: La explicación de la emisión de electrones del núcleo atómico supuso un
2ª Ley: Cuando un núcleo emite una partícula β se convierte en otro Y cuyo número másico es el mismo y cuyo número atómico es una unidad mayor.. 3ª Ley: Cuando un núcleo X emite una
0
0
17
FICHA N 10: ESTRUCTURA ATÓMICA
EL NÚMERO MÁSICO A: SE DEFINE COMO LA SUMA DEL NUMERO DE PROTONES Y NEUTRONES QUE FORMAN EL NÚCLEO DE UN ÁTOMO  ISÓTOPO: Átomos de un elemento que tienen diferente cantidad de η°..
0
0
6
Evaluación de Cobertura Curricular Octavo año
Partículas con carga positiva que se localizan fuera del núcleo atómico.. Partículas con carga negativa que se localizan fuera del núcleo
0
0
10
REACCIONES NUCLEARES FISIÓN Y FUSIÓN NUCLEAR
La fisión nuclear consiste en la ruptura o fragmentación del núcleo de un elemento de elevado número atómico, originándose como resultado 2 núcleos ligeros, 2 o más neutrones y gran
0
0
5
UÍMICAM ENCIÓN M ATERIAL QM N° 02
Número de Masa o Número Másico A Se define número másico como la cantidad total de partículas presentes en el núcleo de un átomo nucleones... No obstante lo anterior, el
0
0
15
En 1919 descubre el protón ( p
Al aumentar el número atómico, se incrementa el número de protones del núcleo, manteniéndose constante el número de niveles energéticos, es decir, el electrón más externo está
0
0
13
Ejemplo: en los iones isoelectrónicos como O
En un grupo, al aumentar el número atómico, aumenta el radio atómico: En un grupo aumenta el número de niveles ocupados mientras que la carga nuclear efectiva sobre el e- más externo es
0
0
5
Show more