QUÍMICA NUCLEAR


RADIACTIVIDAD
En 1895, el físico alemán Wilhelm Röntgen observó que cuando los rayos catódicos incidían sobre el vidrio y los metales, ocacionaban que éstos emitieran ciertos rayos desconocidos. Estos rayos muy energéticos podía atravezar la materia, oscurecían placas foográficas aún estando cubiertas y producía fluorescencia en algunas partículas.En virtude de su materia desconocida, Röntgen les dió el nombre de rayos X

Poco después del descubrimiento de Röntgen, Antonie Becquerel, profesor de física en París, empezó a estudiar las propiedades fluorescentes de las sustancias. Accidentalmente encontró que algunos compuestos de uranio causaban el oscurecimiento de placas fotográficas cubiertas, incluso en ausencia de rayos catódicos. Al igual que los rayos X los rayos provenientes de los compuestos de uranio resultaban muy energéticos y no los desviaba un imán, pero diferían de los rayos X en que eran emitidos de manera espontánea. Marie Curie, discípula de Bequerel, sugirió el nombre de radiactividad para describir la emisión espontánea de partículas y/o de radiación. Desde entonces se dice que un elemento es radiactivo se emite radiación esopontánea.

El decaimiento o descomposición de las sustancias radiactivas como el uranio, produce tres tipos de rayos:

RAYOS ALFA

Las partículas o rayos alfa (α) son núcleos completamente ionizados (partículas cargadas positivamente), es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4 (⁴He). Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva (+2q_e), mientras que su masa es de 4 uma.

Los protones y los neutrones dentro del núcleo se mantienen pegados por la interacción nuclear fuerte

Estas partículas se mueven muy rápidamente dentro del núcleo de tal forma que en algunos instantes muy cortos se alejan alguna distancia del núcleo.

Existe una probabilidad muy pequeña de que dos protones y dos neutrones agrupados se alejen tanto del núcleo que salgan disparados hacia fuera. Esta agrupación de dos protones y dos neutrones es lo que constituye una partícula alfa:

En este proceso se pierde una pequeñísima cantidad de masa, que se convierte en energía de acuerdo con la Teoría de la Relatividad Especial: E=mc² -- >  Energía = Masa

RAYOS BETA
Una partícula beta (β) es un electrón que sale despedido de un suceso radiactivo.  Son electrónes y son rechazados por la placa con carga negativa.

RAYOS GAMA

La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto formada por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o procesos subatómicos
Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.


RADIACTIVIDAD NATURAL
Los núcleos que está fuera del cinturón de estabilidad y los que tienen más de 83 protones tienden a ser inestables. La radiactividad es la emisión espontánea de partículas o de radiación electromagnética, o de ambas, por lo núcleos inestables.
La desintregración de un núcleo radiactivo, a menudo es el comienzo de una serie de dacaimiento radiactivo, es decir, una secuencia de reacciones nucleares que dan como resultado la formación de un isótopo estable. 


FISIÓN NUCLEAR
La fisión nuclear es un proceso en el que un núcleo pesado (número de masa > 200) se divida para formar núcleos más pequeños de masa intermedia y uno o más neutrones. Puesto que el núcleo pesado es menos estable que sus productos, este proceso libera gran cantidad de enrgía.
La primera reacción de fisión nuclear que se estudió fue la del uranio-235 bombardeado con neutrones lentos, cuya velocidad es comparable a la de las moléculas del aire a temperatura ambiente.

FUSIÓN NUCLEAR
La fusión nuclear es la combinación de pequeños núcleos en otros más grandes.
Para los elementos más ligeros, la estabilidad nuclear aumenta con el incremento del número de masa. Este comportamiento sugiere que si dos núcleos ligeros se combinan o se fusionan para formar un núcleo más grande y más estable, se liberará una cantidad considerable de energía en este proceso.