La radiactividad fue descubierta por el francés Henri Becquerel, que estando estudiando el fenómeno de la fluorescencia, le llega la noticia de los rayos X recientemente descubiertos por el alemán Roentgen.
De la historia detrás de estos descubrimientos y de la espectroscopía de los rayos X hablaremos dentro de poco para comenzar nuestro viaje por las bases de la física cuántica.
Fluorescencia: Luminosidad que presentan algunas sustancias mientras reciben la excitación de radiaciones electromagnéticas.
Bien, Becquerel quería comprobar si las sustancias fluorescentes emitían rayos X.
Para comprobar esto y sabiendo que los rayos X atraviesan grandes capas de papel, colocó una placa fotográfica y la envolvió de papel negro, encima de la misma colocó una sustancia fluorescente, la sal de uranio y la expuso al Sol.
En teoría el Sol emitiría una radiación a la sal de uranio que haría producir una fluorescencia en el mismo y si emitiese rayos X, estos atravesarían el papel negro velando la placa fotográfica.
Pues efectivamente, la placa fue velada, pero la sorpresa de Becquerel se produjo cuando descubrió que la radiación emitida por la sal de uranio no dependía de la radiación absorbida antes por el Sol.
Encontró que estas radiaciones eran similares a los rayos X, pero continuaban emitiéndose por la sal de uranio, irradiándose activamente en todas las direcciones.
Es importante no confundir la fluorescencia con la fosforescencia.
Fosforescencia: La fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorber energía y almacenarla, para emitirla posteriormente en forma de radiación.
Es decir, un cuerpo fosforescente absorbe energía y la va emitiendo poco a poco según va transcurriendo el tiempo.
Saltando este paréntesis, Marie Curie llamó al fenómeno de Becquerel radiactividad demostrando que la radiactividad es proporcional a la cantidad de uranio que tiene la muestra, identificando la fuente de la radiación con los átomos de uranio.
TIPOS DE RADIACTIVIDAD
Radiactividad alfa(Rayos alfa): Ernest Rutherford encuentra la evidencia experimental de que los rayos alfa son iones de átomos de helio2+ moviéndose rápidamente.
Estos rayos ionizan fuertemente el aire, poseen una velocidad aproximada de 1,6·10⁷m/s y una energía cinética que ronda entre 5 y 10 megaelectronvoltios.
Son unos rayos poco penetrantes que atraviesan 0,0005 cm de aluminio, esto es debido a que su masa y su carga le permiten establecer relaciones con muchas partículas del medio.
Radiactividad beta(Rayos beta): Becquerel mostró, mediante experiencias de desviación de campos eléctricos externos que los rayos beta son electrones rápidos.
Estos rayos ionizan poco el aire, poseen una velocidad aproximadamente igual a la de la luz y una energía cinética que ronda entre 0,21 y 1,2 megaelectronvoltios.
Son rayos un poco mas penetrantes que los alfa que atraviesan 0,05 cm de espesor de aluminio.
Radiactividad gamma(rayos gamma): Descubiertos en 1900 por Paul Villard, no sufren alteraciones en su trayectoria debido a campos eléctricos ya que no son partículas, es una radiación electromagnética.
Debido a esto no ionizan y tienen una energía menos que las anteriores radiactividades pero una frecuencia mucho más alta lo que, sumado también a la poca interacción con el medio, hace que sean muy penetrantes, llegando a atravesar hasta 8 cm de espesor de aluminio.
Neutrones: Los neutrones interaccionan de una manera especial, vamos a incluirlos porque es una radiación que interacciona con la materia de una manera muy interesante.
Como ya se vio, los neutrones tienen masa casi igual a la del protón, pero no tienen carga eléctrica. Sin embargo, se ven afectados por la fuerza nuclear. En consecuencia, no ionizan directamente a los materiales por no interaccionar con los electrones; el único efecto que pueden producir es chocar directamente con los núcleos. Como esto es poco probable, los neutrones pueden recorrer distancias de algunos centímetros sin sufrir ninguna colisión.
Cuando llegan a incidir directamente sobre un núcleo, puede suceder cualquiera de dos procesos: la dispersión elástica y la reacción nuclear (que incluye la dispersión inelástica, la captura radiactiva y la fisión nuclear).
En algunas reacciones hay absorción de neutrones, en otras hay producción adicional.
Avanzaremos en esto en otras entradas puesto que esto es una introducción básica y quiero comentar las reacciones nucleares próximamente.
RADIACTIVIDAD NATURAL
Se denomina radiactividad natural a la radiactividad que existe en la naturaleza sin intervención humana.
Es un proceso espontáneo que procede de la desintegración del núcleo, es impredecible(aleatorio), independiente del estado físico de la materia(sólido, líquido, gaseoso o plasma) e independiente del entorno de la materia(si se encuentra en una aleación por ejemplo).
RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
La radiactividad artificial, también llamada radiactividad inducida, se produce cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado, penetran el núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente.
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN
La radiactividad cumple unos principios de conservación, los cuales son:
-Conservación de la energía.
-Conservación del momento lineal.
-Conservación de la carga.
-Conservación de los nucleones(elementos del núcleo; protones y neutrones).
LEYES DEL DESPLAZAMIENTO RADIACTIVO
1-Cuando un nuclido emite una partícula alfa, el número atómico del elemento disminuye dos unidades y su número másico será cuatro unidades mayor.
Además, el elemento resultante se desplaza dos lugares a la izquierda en un sistema periódico que veremos a continuación.
2-Cuando un nuclido emite una partícula beta su, el número atómico del elemento aumenta una unidad y su número másico no varía.
Además, el elemento resultante se desplaza un lugar a la derecha en el sistema periódico.
Veamos un ejemplo del sistema periódico y la desintegración progresiva de un elemento, en este caso del plutonio, en otros elementos distintos emitiendo distintas partículas y por ende, distintas radiaciones.
Además vamos a comentar lo que es una familia radiactiva: Conjunto de nuclidos resultantes de la desintegración de un núcleo radiactivo.
PERÍODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN Y VIDA MEDIA
El período de semidesintegración de una sustancia radiactiva es el tiempo que debe transcurrir para que el número de núcleos de los átomos iniciales se reduzca a la mitad.
La vida media de una sustancia radiactiva es el valor promedio del tiempo que permanecen los núcleos de los átomos de una sustancia radiactiva sin desintegrarse.
Os he dejado las fórmulas de cada concepto, de momento no estamos profundizando en todas las fórmulas y procesos radiactivos ya que esto es un avance general, pero no os preocupéis que lo haremos más adelante.
De momento, esta es toda la entrada, espero que os haya servido y os haya gustado.
Si tenéis alguna duda, podéis dejármela en los comentarios.
Gracias.
De la historia detrás de estos descubrimientos y de la espectroscopía de los rayos X hablaremos dentro de poco para comenzar nuestro viaje por las bases de la física cuántica.
Fluorescencia: Luminosidad que presentan algunas sustancias mientras reciben la excitación de radiaciones electromagnéticas.
Bien, Becquerel quería comprobar si las sustancias fluorescentes emitían rayos X.
Para comprobar esto y sabiendo que los rayos X atraviesan grandes capas de papel, colocó una placa fotográfica y la envolvió de papel negro, encima de la misma colocó una sustancia fluorescente, la sal de uranio y la expuso al Sol.
En teoría el Sol emitiría una radiación a la sal de uranio que haría producir una fluorescencia en el mismo y si emitiese rayos X, estos atravesarían el papel negro velando la placa fotográfica.
Pues efectivamente, la placa fue velada, pero la sorpresa de Becquerel se produjo cuando descubrió que la radiación emitida por la sal de uranio no dependía de la radiación absorbida antes por el Sol.
Encontró que estas radiaciones eran similares a los rayos X, pero continuaban emitiéndose por la sal de uranio, irradiándose activamente en todas las direcciones.
Es importante no confundir la fluorescencia con la fosforescencia.
Fosforescencia: La fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorber energía y almacenarla, para emitirla posteriormente en forma de radiación.
Es decir, un cuerpo fosforescente absorbe energía y la va emitiendo poco a poco según va transcurriendo el tiempo.
Saltando este paréntesis, Marie Curie llamó al fenómeno de Becquerel radiactividad demostrando que la radiactividad es proporcional a la cantidad de uranio que tiene la muestra, identificando la fuente de la radiación con los átomos de uranio.
TIPOS DE RADIACTIVIDAD
Radiactividad alfa(Rayos alfa): Ernest Rutherford encuentra la evidencia experimental de que los rayos alfa son iones de átomos de helio2+ moviéndose rápidamente.
Estos rayos ionizan fuertemente el aire, poseen una velocidad aproximada de 1,6·10⁷m/s y una energía cinética que ronda entre 5 y 10 megaelectronvoltios.
Son unos rayos poco penetrantes que atraviesan 0,0005 cm de aluminio, esto es debido a que su masa y su carga le permiten establecer relaciones con muchas partículas del medio.
Radiactividad beta(Rayos beta): Becquerel mostró, mediante experiencias de desviación de campos eléctricos externos que los rayos beta son electrones rápidos.
Estos rayos ionizan poco el aire, poseen una velocidad aproximadamente igual a la de la luz y una energía cinética que ronda entre 0,21 y 1,2 megaelectronvoltios.
Son rayos un poco mas penetrantes que los alfa que atraviesan 0,05 cm de espesor de aluminio.
Radiactividad gamma(rayos gamma): Descubiertos en 1900 por Paul Villard, no sufren alteraciones en su trayectoria debido a campos eléctricos ya que no son partículas, es una radiación electromagnética.
Debido a esto no ionizan y tienen una energía menos que las anteriores radiactividades pero una frecuencia mucho más alta lo que, sumado también a la poca interacción con el medio, hace que sean muy penetrantes, llegando a atravesar hasta 8 cm de espesor de aluminio.
Neutrones: Los neutrones interaccionan de una manera especial, vamos a incluirlos porque es una radiación que interacciona con la materia de una manera muy interesante.
Como ya se vio, los neutrones tienen masa casi igual a la del protón, pero no tienen carga eléctrica. Sin embargo, se ven afectados por la fuerza nuclear. En consecuencia, no ionizan directamente a los materiales por no interaccionar con los electrones; el único efecto que pueden producir es chocar directamente con los núcleos. Como esto es poco probable, los neutrones pueden recorrer distancias de algunos centímetros sin sufrir ninguna colisión.
Cuando llegan a incidir directamente sobre un núcleo, puede suceder cualquiera de dos procesos: la dispersión elástica y la reacción nuclear (que incluye la dispersión inelástica, la captura radiactiva y la fisión nuclear).
En algunas reacciones hay absorción de neutrones, en otras hay producción adicional.
Avanzaremos en esto en otras entradas puesto que esto es una introducción básica y quiero comentar las reacciones nucleares próximamente.
RADIACTIVIDAD NATURAL
Se denomina radiactividad natural a la radiactividad que existe en la naturaleza sin intervención humana.
Es un proceso espontáneo que procede de la desintegración del núcleo, es impredecible(aleatorio), independiente del estado físico de la materia(sólido, líquido, gaseoso o plasma) e independiente del entorno de la materia(si se encuentra en una aleación por ejemplo).
RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
La radiactividad artificial, también llamada radiactividad inducida, se produce cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado, penetran el núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente.
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN
La radiactividad cumple unos principios de conservación, los cuales son:
-Conservación de la energía.
-Conservación del momento lineal.
-Conservación de la carga.
-Conservación de los nucleones(elementos del núcleo; protones y neutrones).
LEYES DEL DESPLAZAMIENTO RADIACTIVO
1-Cuando un nuclido emite una partícula alfa, el número atómico del elemento disminuye dos unidades y su número másico será cuatro unidades mayor.
Además, el elemento resultante se desplaza dos lugares a la izquierda en un sistema periódico que veremos a continuación.
2-Cuando un nuclido emite una partícula beta su, el número atómico del elemento aumenta una unidad y su número másico no varía.
Además, el elemento resultante se desplaza un lugar a la derecha en el sistema periódico.
Veamos un ejemplo del sistema periódico y la desintegración progresiva de un elemento, en este caso del plutonio, en otros elementos distintos emitiendo distintas partículas y por ende, distintas radiaciones.
Además vamos a comentar lo que es una familia radiactiva: Conjunto de nuclidos resultantes de la desintegración de un núcleo radiactivo.
PERÍODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN Y VIDA MEDIA
El período de semidesintegración de una sustancia radiactiva es el tiempo que debe transcurrir para que el número de núcleos de los átomos iniciales se reduzca a la mitad.
De momento, esta es toda la entrada, espero que os haya servido y os haya gustado.
Si tenéis alguna duda, podéis dejármela en los comentarios.
Gracias.
Ummmm.... más, más...
ResponderEliminarNo te preocupes amigo, volveremos con más radiactividad.
Eliminar