RADIACTIVIDAD EN LA ELECTRONICA

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La radiactividad se aprovecha para la obtención de energía nuclear, se usa en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades, entre otras).

La radiactividad puede ser:

2.1 CLASES DE RADIACTIVIDAD

2.1.1 Radiactividad Natural

Existen ciertos criterios que nos permiten determinar si un núcleo atómico será o no estable. En primer lugar debe existir equilibrio entre la fuerza fuerte y la electrostática. Si el núcleo presenta un exceso de protones o de neutrones, no puede ser estable debido a que en ese caso predomina o bien la fuerza fuerte o bien la electrostática. Para ello los núcleos inestables tratan de alcanzar la estabilidad mediante la eliminación de materia, lo que aumenta la energía de ligadura por electrón (es decir, la energía que se necesitaría si se desease extraerlo del núcleo). Dicho proceso recibe el nombre de radiactividad natural y se verifica mediante la eliminación de materia a través de la emisión de partículas alfa o beta (seguida en ocasiones de emisión de rayos gamma).

Para la desintegración beta la masa del núcleo no varía, aunque sí lo hace el número atómico, aumentando o decreciendo en 1 según se emita un electrón o un positrón. Cuanto mayor es el número de núcleos radiactivos contenidos en una muestra, tanto mayor es el de los que experimentan transformaciones, por lo que se define el concepto de vida media, que es la media aritmética de una cierta especie nuclear para un determinado estado.

Permite hacerse una idea del último con el que decrece la radiactividad de una sustancia, ya que cuanto menor es su vida media tanto más rápido es el decrecimiento de su radiactividad. Está relacionada con el período de semidesintegración (tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos).

Asimismo se habla de serie radiactiva, que es un grupo de nucleídos en el que cada uno de ellos se forma a partir de la desintegración del que le precede en la serie. El primero recibe el nombre de nucleído padre o cabeza de la serie, y el último es el producto final de ésta.

2.1.2 Radiactividad Artificial

Además de la radiactividad natural, es posible generar radiactividad artificial mediante el bombardeo de un núcleo con neutrones de alta velocidad. El ejemplo más conocido de este tipo de procesos lo constituye el del uranio, que bombardeado con neutrones se fisiona dando dos mitades iguales, liberando de dos a tres neutrones y produciendo en el proceso gran cantidad de energía.

- RADIONUCLEIDO

Un 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 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. Identifica; de la misma forma que un tipo de reacción química identifica los elementos que participan.

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- VELOCIDAD DESINTEGRACION

La velocidad de desintegración de un isótopo puede caracterizarse mediante una constante denominada período de semidesintegración, que se define como el espacio de tiempo que debe transcurrir que una determinada masa de isótopo se haya desintegrado la mitad de los átomos que la forman. Esta constante tiene carácter estadístico, ya que es imposible predecir en qué momento se va a producir la desintegración de un determinado átomo.

Otra constante que también se utiliza es la vida media que se define como el valor medio de la vida de los átomos del isótopo. No deben confundirse ambos conceptos, ya que a menudo se utilizan de forma errónea.

2.4 FISIÓN NUCLEAR

Se entiende por fisión, la división de un núcleo muy pesado en un par de núcleos de masa próxima a 60, proceso en el cual se libera gran cantidad de energía

Según el modelo de la gota líquida, la fisión se produce porque al captar un neutrón, el núcleo oscila y se deforma, con lo que pierde su forma esférica adquiriendo la figura de un elipsoide entre cuyos extremos se produce una repulsión electrostática que puede llegar a provocar la rotura del núcleo pesado en dos fragmentos.

El primer reactor nuclear fue construido por Fermi en 1942, utilizando grafito como moderador. Así, los neutrones liberados al escindirse un núcleo de uranio-235 provocaban la escisión de nuevos núcleos de uranio-235 o la transmutación del uranio-238 en plutonio-239, que es así mismo fisionable.

En las bombas atómicas de fisión, la explosión se produce al unir dos masas de material fisionable de tamaño inferior al crítico. Es decir, que el recorrido medio que debe atravesar un neutrón liberado, en una fisión espontánea para provocar una nueva fisión, es mayor que el diámetro de esas masas. Al unirlas, se supera el tamaño crítico, con lo que se produce una reacción en cadena.

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2.5 FUSION NUCLEAR

En palabras sencillas, fusión nuclear es la unión de dos núcleos livianos acompañada por una liberación de energía.

Además de en la fisión de núcleos de átomos pesados, también se libera energía en la formación de núcleos intermedios a partir de núcleos muy ligeros, por ejemplo, de deuterio, 21H, y de tritio, 31H. Este proceso se conoce como fusión nuclear.

Una reacción de fusión típica es la unión de un núcleo del deuterio y uno de tritio para dar un núcleo de Helio y un neutrón.

A diferencia de lo que ocurre con la fisión, los productos que se