La Carta de Núclidos: Karlsruher Nuklidkarte
Francisco MolinaComisión Chilena de Energía Nuclear
Una pequeña introducción nuclear
Los núcleos atómicos se diferencian por
el número de protones (Z) y neutrones
(N) que lo constituyen, además de su
masa A=Z +N. Y se representan
según la nomenclaturaA
Es así como, por ejemplo:
14
6 C : Es el Carbono-14, cuya masa es A=14, tiene 6 protones (Z =6 y
por eso es ’Carbono’), y tiene 8 neutrones (N =A−Z =14−6)
18
9 F : Es el Fluor-18, cuya masa es A=18, tiene 9 protones (Z =9 y por
eso es ’Fluor’), y tiene 9 neutrones (N =A−Z =18−9)
40
19K : Es el Potasio-40, cuya masa es A=40, tiene 19 protones (Z =19 y
por eso es ’Potasio’), y tiene 21 neutrones (N =A−Z =40−19)
235
92 U : Es el Uranio-235, cuya masa esA=235, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 143 neutrones (N =A−Z =235−92)
238
92 U : Es el Uranio-238, cuya masa esA=238, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 146 neutrones (N =A−Z =238−92)
Es así como, por ejemplo:
14
6 C : Es el Carbono-14, cuya masa es A=14, tiene 6 protones (Z =6 y
por eso es ’Carbono’), y tiene 8 neutrones (N =A−Z =14−6)
18
9 F : Es el Fluor-18, cuya masa es A=18, tiene 9 protones (Z =9 y por
eso es ’Fluor’), y tiene 9 neutrones (N =A−Z =18−9)
40
19K : Es el Potasio-40, cuya masa es A=40, tiene 19 protones (Z =19 y
por eso es ’Potasio’), y tiene 21 neutrones (N =A−Z =40−19)
235
92 U : Es el Uranio-235, cuya masa esA=235, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 143 neutrones (N =A−Z =235−92)
238
92 U : Es el Uranio-238, cuya masa esA=238, tiene 92 protones (Z =92
Es así como, por ejemplo:
14
6 C : Es el Carbono-14, cuya masa es A=14, tiene 6 protones (Z =6 y
por eso es ’Carbono’), y tiene 8 neutrones (N =A−Z =14−6)
18
9 F : Es el Fluor-18, cuya masa es A=18, tiene 9 protones (Z =9 y por
eso es ’Fluor’), y tiene 9 neutrones (N =A−Z =18−9)
40
19K : Es el Potasio-40, cuya masa es A=40, tiene 19 protones (Z =19 y
por eso es ’Potasio’), y tiene 21 neutrones (N =A−Z =40−19)
235
92 U : Es el Uranio-235, cuya masa esA=235, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 143 neutrones (N =A−Z =235−92)
238
92 U : Es el Uranio-238, cuya masa esA=238, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 146 neutrones (N =A−Z =238−92)
Es así como, por ejemplo:
14
6 C : Es el Carbono-14, cuya masa es A=14, tiene 6 protones (Z =6 y
por eso es ’Carbono’), y tiene 8 neutrones (N =A−Z =14−6)
18
9 F : Es el Fluor-18, cuya masa es A=18, tiene 9 protones (Z =9 y por
eso es ’Fluor’), y tiene 9 neutrones (N =A−Z =18−9)
40
19K : Es el Potasio-40, cuya masa es A=40, tiene 19 protones (Z =19 y
por eso es ’Potasio’), y tiene 21 neutrones (N =A−Z =40−19)
235
92 U : Es el Uranio-235, cuya masa esA=235, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 143 neutrones (N =A−Z =235−92)
238
92 U : Es el Uranio-238, cuya masa esA=238, tiene 92 protones (Z =92
Es así como, por ejemplo:
14
6 C : Es el Carbono-14, cuya masa es A=14, tiene 6 protones (Z =6 y
por eso es ’Carbono’), y tiene 8 neutrones (N =A−Z =14−6)
18
9 F : Es el Fluor-18, cuya masa es A=18, tiene 9 protones (Z =9 y por
eso es ’Fluor’), y tiene 9 neutrones (N =A−Z =18−9)
40
19K : Es el Potasio-40, cuya masa es A=40, tiene 19 protones (Z =19 y
por eso es ’Potasio’), y tiene 21 neutrones (N =A−Z =40−19)
235
92 U : Es el Uranio-235, cuya masa esA=235, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 143 neutrones (N =A−Z =235−92)
238
92 U : Es el Uranio-238, cuya masa esA=238, tiene 92 protones (Z =92
y por eso es ’Uranio’), y tiene 146 neutrones (N =A−Z =238−92)
Si bien todos los elementos que componen la materia, están descritos en la tabla periódica
Isótopos
Son núcleos que comparten el mismo número de protones, pero tienen distinta masa (i,e. distinto número de neutrones).
14 6 C8,126 C6,136 C7, 238 92 U146,23592 U143,21792 U125, 18 9 F9,159 F6,319 F22, 40 19K21,3519K16,5419K35,
Para poder representar todos los isótopos en una tabla hace falta otra dimensión.
La Carta de Núclidos
La Carta de Núclidos
En la carta de núclidos se encuentran ordenados los isótopos de todos los elementos conocidos.
El eje vertical representa el número de protones que contiene un
núcleo, mientras que el eje horizontal representa su número de
neutrones.
Se encuentran representados los distintos modos de desintegración
según uncódigo de colores
Cada cuadro en la tabla corresponde a un isótopo particular y
contiene suinformación nuclear: masa, abundancia, secciones
eficaces, periodo de semidesintegración, energías relativas a la desintegración, entre otras.
Existe un orden: Isótopos (núcleos con mismo número de protones) están
ordenados horizontalmente,Isótonos (núcleos con mismo número de
neutrones) están ordenados verticalmente eIsóbaros (núcleos con misma
La Carta de Núclidos
Los isótopos conocidos que componen la Carta de Núclidos se pueden dividir en dos grandes grupos:
Núcleos Estables Núcleos Radiactivos
Los isótopos conocidos que componen la Carta de Núclidos se pueden dividir en dos grandes grupos:
Núcleos Estables
Núclidos Estables
Son aquellos núclidos que no se desintegran y constituyen la mayoría de la
materia1 conocida.
1Sin considerar para nada la materia oscura
Los núcleos estables más ligeros, tienenZ ∼N. Pero a medida que
aumenta la masa, el número de neutronesN es cada vez mayor que el
Sin embargo la mayoría de los núcleos conocidos son radiactivos, llegando
a la estabilidad por distintosmodos de desintegración.
Los isótopos conocidos que componen la Carta de Núclidos se pueden dividir en dos grandes grupos:
Núcleos Estables
Modos de Desintegración: 1) Desintegración
α
1.- Desintegración α. Un núcleo padre, AZX ,emite una partícula alfa42α
quedando un núcleo hijoAZ−−42Y. Es decir el núcleo padre ’pierde’ 2p y
2n. A ZX →A −4 Z−2Y + 4 2He.
En la Carta de Núclidos se encuentra en color amarillo
Ubicación de núcleos α en la Carta de Núclidos
Núcleos Pesados Isótopos de Te, I y Xe
Modos de Desintegración: 2) Desintegración
β
+p →n+e++ν
La desintegración β+
es un proceso mediante el cual un protón p del
núcleo padre se transforma en un neutrónn, generando otras dos
partículas (positrón e+
y neutrino ν).
Todos aquellos núcleos que se desintegran β+
están en color rojo
(anaranjado oscuro) en la Carta de Núclidos.
Modos de Desintegración: 2b) Captura Electrónica
ǫ
p+e+→n+ν
Es un proceso que compite con la desintegración β+
, que sucede en núcleos ricos en protones (a la izquierda de la línea de la estabilidad) donde un electrón de la capa más interior del átomo, es capturado por el núcleo, transformando un protón en un neutrón y emitiendo un neutrino. Normalmente electrones de capas superiores bajan a cubrir el hueco dejado por el electrón capturado, emitiendo un rayo X característico del elemento.
Ubicación de núcleos β+
o ǫen la Carta de Núclidos
Núcleos ricos en Protones
Ejemplos de desintegración β+ yǫ, en la Carta de Núclidos.
Modos de Desintegración: 3) Desintegración
β
−n→p+e−+ ¯ν
La desintegración β−
es un proceso mediante el cual un neutrónn del
núcleo padre se transforma en un protónp, generando otras dos partículas
(electrón e− y antineutrinoν¯).
Todos aquellos núcleos que se desintegran β−
están en color azul(celeste
Ubicación de núcleos β− en la Carta de Núclidos
cleos Ricos en ones
Ejemplos de desintegración β−
en la Carta de Núclidos.
Modos de Desintegración: 4) Fisión Espontánea
sf
A
ZX →+△+· · ·
Es un proceso que sucede en núcleos muy pesadosA>235. El núcleo se
Ubicación de núcleos de fisión espontánea en la Carta de Núclidos
Modos de Desintegración: 5) Emisión de Protones
p
y
Neutrones
n
Cuando un núcleo es muy rico en protones o muy rico en neutrones, puede emitir un protón o un neutrón en
sucamino a la estabilidad
La emisión de protonesse encuentra en color anaranjado claro, mientras
que laemisión de neutrones se encuentra en colorceleste claro
Ubicación de núcleos que emiten protones o neutrones en la Carta de Núclidos
misión de Protones
Resumen
Hasta el momento hemos visto
cómo se ordenan los distintos isótopos en la tabla de núclidos el código de colores de los distintos modos de desintegración nuclear
Veamos ahora la información que contienen cada una de las casillas isotópicas en la Carta de Núclidos
Resumen
Hasta el momento hemos visto
cómo se ordenan los distintos isótopos en la tabla de núclidos el código de colores de los distintos modos de desintegración nuclear
Veamos ahora la información que contienen cada una de las casillas
isotópicas en la Carta de Núclidos
Información Isotópica
A Masa, Ej: 7Li
T1/2 Periodo de Semidesintegración, Ej:18F 109,7m; siendos: segundos, m: minutos,h: horas, d: días, y: años.
Abun. Abundancia isotópica, Ej: 24Mg 78.99, 25Mg 10.00,26Mg 11.01 [ %] Des. α, β+
, ǫ, β−, (beta retardadas) βn, βp, transiciones isoméricas
Iγ, emisiónp, n, γ
E Energías asociadas a la desintegración: 1)β±: energía máxima del e±
emitido [MeV], 2)γ: la energía del foton emitido luego de poblar un
estado excitado en el núcleo hijo [keV]. 3)α: Energía de la(s)
Evolución de la Carta de Núclidos
Evolución de la Carta de Núclidos
Séptima Edición 2006Novedades Octava Edición 2012
737 Núcleos nuevos y actualizados.
nuevos datos nucleares de mediciones experimentales de 3847 estados fundamentales e isoméricos.
Datos en elementos superpesados Cn (Copernicum Z=112 [Copernico]), Fl (Flerovium Z=114 [Flevorio]) y Lv (Livermorium Z=116 [Livermorio]).
Conclusiones
Resumen
La Carta de Núclidos es fuente de gran información.
Está en constante desarrollo y se va actualizando a medida que las investigaciones en física nuclear fundamental avanzan.