LA RADIACTIVIDAD. BREVE HISTORIA DE MARIE CURIE

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- Alfa: Una partícula alfa está formada por dos protones y dos neutrones que actúan como una única partícula. Son núcleos de átomos de helio. Cuando un núcleo radiactivo inestable emite una partícula alfa, éste se convierte en un núcleo de un elemento distinto. Sólo penetran unas milésimas de centímetro en el aluminio (tienen carga positiva).

- Beta: Las partículas beta positivas se llaman positrones, y las negativas electrones. Después de la desintegración, el núcleo del átomo contiene un protón más o menos, por lo que constituye un elemento nuevo, con número atómico distinto. Son casi 100 veces más penetrantes que las alfas (tienen carga negativa).

- Gamma: Los rayos gamma (fotones de alta energía) son emitidos por el núcleo de un átomo tras sufrir una desintegración radiactiva. La energía del rayo gamma (generalmente similar a la de los rayos X de alta energía) corresponde a la diferencia de energías entre el núcleo original y los productos de la desintegración. Cada isótopo radiactivo emite rayos gamma con una energía característica. Son mucho más penetrantes que los beta (son eléctricamente neutros).

Por otro parte se hace necesario que también debemos abordar otras definiciones de comprender cada uno de los elementos que contienen estas emisiones de partículas subatómicas como las siguientes:

- Número atómico (Z): Es el número de protones. Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones (el Uranio tiene Z=92).

- Número másico (A): Es la suma del número de protones y neutrones. A los protones y neutrones se les llamó nucleones por su posición dentro del núcleo.

- Núclidos: Son los núcleos de un mismo elemento que son todos iguales entre sí, tienen el mismo A y el mismo Z.

- Isótopos: Son los átomos de un mismo elemento que no son totalmente iguales entre sí, tienen el mismo Z, pero distinto A, distinto número de neutrones. Una emisión alfa seguida de dos beta produce un isótopo del átomo inicial con A cuatro veces menor.

- Radioisótopos: Todos los átomos cuyos núcleos tienen el mismo número de protones constituyen un elemento químico. Como tienen el mismo número de protones, tienen el mismo número de electrones y, por consiguiente, las mismas propiedades químicas. Cuando su número de neutrones es diferente, reciben la denominación de "isótopos". Cada isótopo de un elemento determinado se designa por el número total de sus nucleones (protones y neutrones).

Por ejemplo, el uranio 238 y el uranio 235 tienen ambos 92 electrones. Su núcleo tiene 92 protones. El isótopo 238 tiene 146 neutrones, o sea, 3 neutrones más que el uranio 235. Los radioisótopos son aquellos isótopos que son radiactivos.

- Positrón: Es una partícula elemental de antimateria con una masa igual a la del electrón y una carga eléctrica positiva igual en magnitud a la del electrón. A veces se llama al positrón "electrón positivo" o "antielectrón". Los pares electrón-positrón pueden formarse cuando rayos gamma de energías superiores a un millón de electronvoltios colisionan con partículas de materia. El proceso inverso de la producción de pares, llamado aniquilación, tiene lugar cuando un electrón y un positrón interaccionan destruyéndose mutuamente y produciendo rayos gamma.

El primero en sugerir la existencia del positrón, en 1928, fue el físico británico P. A. M. Dirac, como consecuencia necesaria de su teoría de mecánica cuántica sobre el movimiento de los electrones. En 1932, el físico estadounidense Carl Anderson confirmó experimentalmente la existencia del positrón

- Núcleos Estables: Son los que contienen un número par de protones y un número par de neutrones.

- Núcleos Inestables: Los núcleos inestables son los que contienen un número impar de neutrones y un número impar de protones; todos menos cuatro de los isótopos correspondientes a núcleos de este tipo son radiactivos. La presencia de un gran exceso de neutrones en relación con los protones también reduce la estabilidad del núcleo; esto sucede con los núcleos de todos los isótopos de los elementos situados por encima del bismuto en la tabla periódica, y todos ellos son radiactivos.

- Radionucleido: Es el conjunto de los núcleos radioactivos de una misma especie. Todos los núcleos radioactivos que forman un radionucleido tienen una radiactividad bien definida, común a todos ellos, que los identifica; de la misma forma que un tipo de reacción química identifica los elementos que participan.

Cuantitativamente, la radioactividad es un fenómeno estadístico. Por este motivo, para valorarlo hay que observar el comportamiento de un conjunto de núcleos de la misma especie. Por la ley de los grandes números, se define una constante radiactiva λ como la probabilidad de desintegración de un núcleo por unidad de tiempo.

Con esta definición, el número N de núcleos radioactivos de una misma especie que se encuentran en una sustancia en un instante t es dado por N = No · e-λt, donde No es el número de núcleos radioactivos que había antes de que transcurriera el tiempo t. En realidad, difícilmente una sustancia radioactiva es formada por un solo radionucleido, aunque cada uno de sus componentes en desintegrarse se transforma en un núcleo diferente que, a su vez, puede ser también radioactivo.

El radionucleido inicial es llamado padre, y el derivado, hijo. Esta situación puede continuar a lo largo de múltiples filiaciones y el conjunto de todas es llamado familia o serie radioactiva. En este caso, la relación que da el número de núcleos radioactivos presentes es más compleja porque, además de tener en cuenta el número de cada uno de ellos en el instante inicial, hay que considerar que, por desintegración de unos, se forman otros.

El problema se simplifica cuando se quiere conseguir el equilibrio radioactivo (dicho también equilibrio secular en las series radiactivas naturales), que es cuando ha pasado un tiempo suficientemente largo desde que se ha iniciado el proceso de filiación, porque entonces el ritmo de las desintegraciones es impuesto por el radionucleido que tiene la constante radioactiva más pequeña.

- Fisión: En la fisión, el núcleo estable, al ser bombardeado por partículas, se rompe en dos núcleos desiguales más ligeros. En el proceso se libera energía (proceso exotérmico) y se produce la emisión de varias partículas.

- Fusión: La fusión es el proceso por el que dos núcleos de átomos ligeros (H, He, etc.)