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INSTITUTO TECNOLOGICO DE REYNOSA
INGENIERIA EN ELECTROMECANICA
MATERIA: QUIMICA 1
NOMBRE: DANTE OMAR CRUZ MUÑOZ
PERIODO: 2011-2012
NOMBRE: HILDA PAVON RIVERA
TRABAJO: INVESTIGACION
FECHA: 26/09/2011
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Descubrimiento de la radiactividad …………………………………………………………………………1
Aplicación de la radiactividad …………………………………………………………………………………2
Mapa conceptual de la radiactividad……………………………………………………………………..3
Definición de radiactividad e isotopos…………………………………………………………………..4
Tipos de radiaciones……………………………………………………………………………………………5
Captura electrónica…………………………………………………………………………………………….7
Aplicaciones tecnológicas de la emisión de los átomos………………………………………8
Conclusión……………………………………………………………………………………………………………11
INDICE
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SE DICE QUE APARTIR DEL SIGLO (V a.c), EN LA ANTIGUA GRECIA VIVIAN PERSONAS QUE
SOSTENIAN RAZONES FILOSOFICAS QUE LA MATERIA PUEDE SER SUBDIVIDIDA HASTA
CIERTO LIMITE.JHON DALTON DECIA QUE LA ESTRUCTURA ATOMICA NO ERA TAN
SENCILLA Y QUE LA FISICA Y LA QUIMICA NO PUEDEN EXPLICAR COMO SE ENCUENTRAN
LAS DESCARGAS ELECTRICAS EN GASES. LA RADIOACTIVIDAD ES UNA PROPIEDAD DE LOS
ELEMENTOS QUIMICOS CUYOS NUCLEOS ATOMICOS SON INESTABLES.
EL DESCUBRIMIENTO DE LA RADIOACTIVIDAD HA MANIFESTADO CAMBIOS HASTA AHORA
EN LA ACTUALIDAD A MEDIDA EN QUE LA QUIMICA HA EVOLUCIONADO A MEDIDA EN
QUE QUIMICOS DESCUBREN NUVAS MANERAS DE DARLE SIGNIFICADO SOBRE LA
RADIOACTIVIDAD Y SUS APLICACIONE
INTRODUCCION
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Descubrimiento de la Radiactividad
Poco después de que se descubriera los rayos X, en 1895; Antoine Henri Becquerel (1852 –
1908) trató de demostrar la relación entre los rayos X y la fosforescencia de las sales de
uranio. En uno de sus experimentos envolvió una placa fotográfica en papel negro, colocó
una muestra de sal de uranio sobre ella y la expuso a la luz solar. Al revelar la placa
apareció que los rayos emitidos por la sal habían penetrado a través del papel. Tiempo
después, Becquerel se preparaba para repetir el experimento pero, como la luz solar era
intermitente, colocó el conjunto en un cajón. Repitió el experimento en la oscuridad total y
obtuvo los mismos resultados, probando que la sal de uranio emitía rayos que afectaban la
emulsión fotográfica, sin necesidad de ser expuesta a la luz solar. De este modo fue que
Becquerel descubrió la radiactividad. Marie Curie, dos años después en 1898 dio a este
fenómeno el nombre de radiactividad. Radiactividad es la emisión espontánea de partículas
o rayos por el núcleo de un átomo. A los elementos que tienen esta propiedad se les llama
radiactivos. Posteriormente, Becquerel mostró que los rayos provenientes del uranio podían
ionizar el aire y también eran capaces de penetrar a través de láminas metálicas delgadas.
En 1898, Marie Sklodowska Curie (1867 – 1934), con su esposo Pierre Curie (1859 – 1906),
dirigió sus investigaciones a la radiactividad. En corto tiempo los Curie descubrieron dos
elementos nuevos, el polonio y el radio, ambos radiactivos. Para confirmar su trabajo sobre
el radio, procesaron una tonelada de residuos de mineral llamado pecblenda, para obtener
0.1 g de cloruro de radio puro, que usaron para efectuar más estudios sobre las propiedades
del radio y determinar su masa atómica.
Ernest Rutherford, en 1899, comenzó a investigar la naturaleza de los rayos emitidos por el
uranio. Encontró dos tipos de rayos, a los que llamó rayos alfa y beta. Pronto se dio cuenta
que el uranio, al emitir estos rayos, se transformaba en otro elemento. A la altura de 1912 se
conocían ya más de 30 isótopos radiactivos y hoy se conocen mucho más. Paul Villard
descubrió en 1900, los rayos gamma, un tercer tipo de rayos que emiten los materiales
radiactivos y que es semejante a los rayos X. De acuerdo con la descripción del átomo
nuclear, Rutherford se atribuyó el fenómeno de la radiactividad a reacciones que se
efectúan en los núcleos de los átomos. Debido a esa capacidad se las suele denominar
radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden
ser electromagnéticas en forma de rayos X o rayos gamma, o bien partículas, como pueden
ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras. La radiactividad es una
propiedad de los isótopos que son “inestables”.
De radiaciones (alfa, beta y gamma). 1
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En nuestros días, las aplicaciones de la radiactividad son cada vez másnumerosas:
La Arqueología, la Geología y la Antropología emplean métodos de
datación de objetos y sucesos históricos utilizando el carbono 14 uotros isótopos, que permiten definir una edad para los
acontecimientos que describen la historia de la Tierra, su clima y los
seres vivos que la habitaban.
La radiactividad cubre un abanico de aplicaciones tan amplio quepocas tecnologías pueden compararse con ella. Abarca desde la
prehistoria al estudio del genoma o la curación del cáncer.
En Medicina la radiactividad es usada como método de
diagnóstico (rayos X, estudios metabólicos con sustancias
trazadoras, tomografía axial computarizada y tomografía poremisión de positrones) y de curación (los tratamientos deradiactividad contra el cáncer curan a miles de personas cada
año). En Agricultura se utilizan las técnicas con sustancias
trazadoras para analizar las funciones de fertilizantes,
hormonas, herbicidas, pesticidas, etc.; con sustancias
radiactivas se pueden producir mutaciones que mejorencosechas o erradicar plagas.
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Mapa conceptual de la radiactividad
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DEFINICION DE RADIACTIVIDAD E ISOTOPOS
La radiactividad o radioactividad1 es un fenómeno físico por el cual algunos cuerpos o
elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de
impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerposopacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominar
radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden
ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, comopueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un
fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de
transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más
estables.
La radiactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción lo constituye el neutrón, que
no posee carga, pero ioniza la materia en forma indirecta. En las desintegracionesradiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones.
Se denominan isótopos (del griego: ἴ σος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar) a los átomosde un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto,difieren en masa. La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo.
Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en
contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables. Los isótopos inestables sonútiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas y materia
orgánica. Esto es posible, siempre y cuando, se conozca el ritmo promedio de
desintegración de determinado isótopo, en relación a los que ya han decaído. Gracias a este
método de datación, conocemos la edad de la tierra.
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TIPOS DE RADIACIONES
Radiactividad natural
En 1896 Henri Becquerel descubrió que ciertas sales de uranio emiten radiacionesespontáneamente, al observar que velaban las placas fotográficas envueltas enpapel negro. Hizo ensayos con el mineral en caliente, en frío, pulverizado, disueltoen ácidos y la intensidad de la misteriosa radiación era siempre la misma. El fenómeno de la radiactividad se origina exclusivamente en el núcleo de losátomos radiactivos. Se cree que se origina debido a la interacción neutrón-protón. Al estudiar la radiación emitida por el radio, se comprobó que era compleja, pues alaplicarle un campo magnético.
La radiactividad artificial, también llamada radiactividad inducida, seproduce 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, sedesintegra después radiactivamente. Fue descubierta por los esposos Jean Frédéric
Joliot-Curie e Irene Joliot-Curie, bombardeando núcleos de boro y de aluminiocon partículas alfa. Observaron que las sustancias bombardeadas emitíanradiaciones después de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partículas de bombardeo.
Partícula alfa:
Son flujos de partículas cargadas positivamente compuestas por dos neutrones y dos protones, son desviados por campos eléctricos y magnéticos. Son pocopenetrantes, aunque muy ionizantes. Son muy energéticas. Fueron descubiertaspor Rutherford, quien hizo pasar partículas alfa a través de un fino cristal y lasatrapó en un tubo de descarga
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Desintegración beta:
Son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) resultantes de la
desintegración de los neutrones o protones del núcleo cuando éste se encuentra en un
estado excitado. Es desviada por campos magnéticos
Radiación gamma:
Se trata de ondas electromagnéticas. Es el tipo más penetrante de radiación. Al ser ondaselectromagnéticas de longitud de onda corta, tienen mayor penetración. En este tipo de
radiación el núcleo no pierde su identidad, sino que se desprende de la energía que le sobra
para pasar a otro estado de energía más baja emitiendo los rayos gamma
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CAPTURA ELECTRONICA DE LA RADIACTIVIDAD
La captura electrónica es un proceso mediante el cual un electrón atómico, normalmentede la capa K, se combina con un protón del núcleo y forma un neutrón y un neutrino. Es un
proceso alternativo a la desintegración beta con emisión de positrones. Pudiendo ser inclusoel único posible cuando la energía disponible para la emisión radiactiva es inferior a 1,022
MeV, como en el caso del decaimiento del Rb-83 al Kr-83 (la energía disponible es de 0.9
MeV).
Aunque el proceso de captura electrónica no sea realmente una emisión beta, suele
estudiarse conjuntamente con este tipo de emisión, ya que sigue las mismas leyes.1
El producto de la desintegración suele crearse en un estado excitado, por lo que se suelen
originar cascadas de radiación gamma hasta que se alcanza el estado fundamental.
Ejemplos:
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Aplicaciones Tecnológicas DeEmisión Electrónica De Los
ÁtomosEl trazado isotópico en biología y en medicina
Los diferentes isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades
químicas. El reemplazo de uno por otro en una molécula no modifica,
por consiguiente, la función de la misma. Sin embargo, la radiación
emitida permite detectarla, localizarla, seguir su movimiento e,
incluso, dosificarla a distancia. El trazado isotópico ha permitido
estudiar así, sin perturbarlo, el funcionamiento de todo lo que tiene
vida, de la célula al organismo entero.
Las radiaciones y la radioterapia
Las radiaciones ionizantes pueden destruir preferentemente las células
tumorales y constituyen una terapéutica eficaz contra el cáncer, la
radioterapia, que fue una de las primeras aplicaciones del
descubrimiento de la radioactividad.
En Francia, entre el 40 y el 50% de los cánceres se tratan por
radioterapia, a menudo asociada a la quimioterapia o la cirugía. La
radioactividad permite curar un gran número de personas cada año.
Las diferentes formas de radioterapia:
La curio terapia, utiliza pequeñas fuentes radioactivas (hilos de
platino - iridio, granos de cesio) colocados cerca del tumor.
La tele radioterapia, consiste en concentrar en los tumores la
radiación emitida por una fuente exterior.
La inmunorradioterapia, utiliza vectores radio marcado cuyos
isótopos reconocen específicamente los tumores a los que se fijan. 8
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La esterilización
La irradiación es un medio privilegiado para destruir en frío los
microorganismos: hongos, bacterias, virus… Por esta razón, existennumerosas aplicaciones para la esterilización de los objetos,
especialmente para el material médico-quirúrgico.
La protección de las obras de arte
El tratamiento mediante rayos gamma permite eliminar los hongos,
larvas, insectos o bacterias alojados en el interior de los objetos a fin
de protegerlos de la degradación. Esta técnica se utiliza en el
tratamiento de conservación y de restauración de objetos de arte, de
etnología, de arqueología.
La elaboración de materiales
La irradiación provoca, en determinadas condiciones, reacciones
químicas que permiten la elaboración de materiales más ligeros y más
resistentes, como aislantes, cables eléctricos, envolventes termo
retractable, prótesis, etc.
La radiografía industrial X o g
Consiste en registrar la imagen de la perturbación de un haz de rayos
X o g provocada por un objeto. Permite localizar los fallos, por
ejemplo, en las soldaduras, sin destruir los materiales.
Los detectores de incendio
Una pequeña fuente radioactiva ioniza los átomos de oxígeno y de
nitrógeno contenidos en un volumen reducido de aire. La llegada de
partículas de humo modifica esta ionización. Por esta razón se
realizan y se utilizan en los comercios, fábricas, despachos…
detectores radioactivos sensibles a cantidades de humo muy
pequeñas. 9
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Las pinturas luminiscentes
Se trata de las aplicaciones más antiguas de la radioactividad para la
lectura de los cuadrantes de los relojes y de los tableros deinstrumentos para la conducción de noche.
La alimentación de energía de los satélites
Las baterías eléctricas funcionan gracias a pequeñas fuentes
radioactivas con plutonio 239, cobalto 60 o estroncio 90. Estas
baterías se montan en los satélites para su alimentación energética.
Son de tamaño muy reducido y pueden funcionar sin ninguna
operación de mantenimiento durante años.
1. El ciclo del combustible nuclear
En un reactor, la fisión del uranio 235 provoca la formación de
núcleos radioactivos denominados productos de fisión. La captura de
neutrones por el uranio 238 produce un poco de plutonio 239 que
puede proporcionar también energía por fisión.
Sólo una ínfima parte del combustible colocado en un reactor se
quema en la fisión del núcleo. El combustible que no ha sido
consumido y el plutonio formado se recuperan y se reciclan para
producir de nuevo electricidad. Los otros elementos formados en el
transcurso de la reacción se clasifican en tres categorías de residuos
en función de su actividad, para ser embalados y luego almacenados.
2. La seguridad nuclear
La utilización de la fantástica fuente de energía contenida en el núcleo
de los átomos implica el respeto riguroso de un conjunto de reglas de
seguridad nuclear que permita asegurar el correcto funcionamiento de
las centrales nucleares y la protección de la población.
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Al estudiar los tipos de radiaciones que se emiten a partir del núcleo de un isotopo radioactivo
nos encontramos con la emisión de tres particuas. Una de ella es la partícula alfa; en este caso, el
número atómico del átomo original disminuye en dos y el número de masa disminuye en
cuatro unidades; Otro es el caso de las partículas beta, donde el número atómico del núcleo
original disminuye en una unidad y el número de masa no cambia y por último la radiación
gamma, de alta energía, que carece de carga y masa, podemos concluir que con frecuencia se
emiten junto con las partículas alfa o beta cuando un núcleo regresa a un estado más estable en
contraste con los rayos X, y que se produce durante ciertas transiciones electrónicas entre
distintos niveles de energía. Cuando se desintegra un isótopo de un elemento se produce un
isótopo de un elemento distinto; es decir, un tipo de átomo se transforma en otro. Una
ecuación nuclear representa los cambios ocurridos y al balancearla, la suma de los números de
masa de las partículas de cada lado de la ecuación deben ser iguales, y también deben serlo las
sumas de las cargas nucleare.entoces es así como se comporta la radiactividad en la química y
como es su estructura.
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