Desintegración Nuclear y Estabilidad: Conceptos Clave

Emisión α: Este tipo de desintegración nuclear es la fuente natural de radioactividad más importante. Se produce con Z>82. Las partículas α (He⁴₂) emitidas tienen valores discretos de energía.

Emisión Β^-: Se produce por emisión de electrones desde el núcleo de un elemento radioactivo. Estos electrones provienen de la desintegración de un neutrón en un protón + electrón + antineutrino. El núcleo hijo es isóbaro del padre y su número atómico se incrementa en una unidad.

Emisión β⁺: Algunos núcleos inestables situados debajo de la franja de estabilidad se estabilizan emitiendo un positrón. El positrón emitido por el núcleo procede de la transformación de un protón en un neutrón + positrón. El isótopo hijo es isóbaro del padre, siendo su número atómico una unidad inferior.

Emisión γ: Después de una desintegración α, Β^-, β⁺ o tras una captura electrónica, el núcleo formado está a menudo en un estado excitado emitiendo a continuación uno o varios fotones para llegar al estado fundamental. Estos fotones de origen nuclear se denominan rayos gamma.

Fusión nuclear: Unión de dos núcleos ligeros (menos pesados que el hierro) para formar uno solo. Va acompañada de desprendimiento de energía y, en ocasiones, de otras partículas.

Fisión nuclear: Es una reacción nuclear en la que un núcleo pesado se divide en otros dos más ligeros al ser bombardeado con neutrones. En el proceso se libera gran cantidad de energía.

Actividad: Es el número de desintegraciones que se producen por unidad de tiempo. Si es por cada segundo se mide en Becquerel (Bq).

Vida media: Es el tiempo que por término medio tarda un núcleo en desintegrarse. Se calcula como el tiempo total de vida de la muestra dividido por el número total de núcleos de la muestra.

Período de semidesintegración: Es el tiempo T que debe transcurrir durante un proceso radioactivo para que el número de átomos iniciales se reduzca a la mitad.

Estado fundamental: Un átomo se encuentra en su estado fundamental cuando todos sus electrones están situados en los niveles más bajos de energía posibles.

Defecto másico: Es la pérdida de masa a partir de sus partículas. Es la diferencia de masa que hay entre el núcleo y las partículas que lo forman por separado.

Energía de enlace: Es la energía que hace que los nucleones se mantengan unidos. Está relacionada con el defecto másico a través de la ecuación de Einstein.

Estabilidad Nuclear: En la figura siguiente se ha representado la posición que ocupa cada núclido, en función del número de protones y de neutrones que posee (FIGURA). Si te fijas, puedes comprobar que en los núclidos estables, el número de protones es aproximadamente igual al de neutrones. A pesar de ello, el número de neutrones aumenta más rápidamente que el de protones a medida que aumenta Z. Al representar la energía de enlace por nucleón en función del número másico se obtiene el siguiente resultado (Grafica). La energía media de enlace por nucleón resulta ser un buen indicador de la mayor o menor estabilidad nuclear. Observa que su valor es máximo para aquellos núcleos comprendidos entre z=40 y z=80. Por tanto, si se unen dos núcleos ligeros entre sí, para formar un núcleo mayor se libera energía, igualmente, si un núcleo pesado se divide en dos fragmentos menores, también se libera energía. Estos procesos se denominan respectivamente fusión y fisión. Observa además que la energía de enlace por nucleón prácticamente no varía para valores de A superiores a 20. Ello significa que la interacción de los nucleones en el núcleo tiene lugar únicamente entre aquellos que se encuentran próximos entre sí, independientemente del número total de nucleones. Este fenómeno se denomina saturación.