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Radiactividad

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Radiactividad

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Visualización Jerárquica de Radiactividad

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Radiactividad

La radiactividad es el fenómeno resultante de una inestabilidad del núcleo atómico en ciertos átomos, por el que el núcleo experimenta una transición o transformación nuclear espontánea pero mediblemente retardada, con la consiguiente emisión de radiación. Los tipos de radiactividad más comunes son la alfa, la beta negatrón, la beta positrón, la captura de electrones y la transición isomérica. Cada una de ellas se caracteriza por el tipo particular de radiación nuclear que emite el núcleo madre que se transforma. Además, hay otros modos de desintegración que se observan más raramente en regiones específicas de la tabla periódica. Varios de estos procesos más raros son, de hecho, procesos de dos pasos. Véase también: Partículas alfa; Partículas beta; Tabla periódica; Radiación

Una transición radiactiva concreta puede tener un retraso de menos de un microsegundo o de más de mil millones de años, pero la existencia de un retraso o vida útil medible distingue una transición nuclear radiactiva de una transición nuclear denominada rápida, como la que se produce en la emisión de la mayoría de los rayos gamma. El retardo se expresa cuantitativamente por la constante de desintegración radiactiva, o por la vida media, o por el periodo de semidesintegración (también llamado vida media) para cada tipo de átomo radiactivo. Véase también: Rayos gamma; Vida media

Historia del descubrimiento

El descubrimiento de la radiactividad por el físico francés Henri Becquerel en 1896 fue una consecuencia indirecta del descubrimiento de los rayos X unos meses antes por el físico alemán Wilhelm Röntgen, y marcó el nacimiento de la física nuclear. Por otra parte, también puede decirse que la física nuclear comienza con la propuesta del físico británico de origen neozelandés Ernest Rutherford en 1911 de que los átomos tienen un núcleo. Basándose en la dispersión de partículas alfa (emitidas en la desintegración radiactiva) por láminas de oro, Rutherford propuso un modelo solar de los átomos, en el que los electrones cargados negativamente orbitan alrededor del pequeño núcleo, que contiene toda la carga positiva y esencialmente toda la masa del átomo, como los planetas orbitan alrededor del Sol. La fuerza eléctrica atractiva de Coulomb mantiene a los electrones en órbita alrededor del núcleo. Los átomos tienen radios de unos 10-10 m y los núcleos de los átomos tienen radios de unos 2 × 10-15 m, por lo que los átomos son en su mayoría espacio vacío, como el sistema solar. El físico danés Niels Bohr propuso un modelo teórico para el átomo que eliminaba ciertas dificultades del modelo de Rutherford. Véase también: Átomo; Núcleo atómico; Estructura y espectros atómicos; Carga eléctrica; Física nuclear; Rayos X

Sin embargo, hasta el descubrimiento del neutrón en 1932 no se logró una comprensión adecuada de las partículas que componen el núcleo del átomo. El núcleo contiene protones con carga positiva y neutrones con una masa ligeramente superior y carga eléctrica neta nula. Estos protones y neutrones (llamados nucleones) se mantienen dentro del núcleo por la fuerza nuclear entre estas partículas. Esta fuerza da lugar a la energía de enlace del núcleo, que es la energía necesaria para separar todos los protones y neutrones. La energía de enlace hace que la masa de un núcleo sea menor que las masas de los protones Z y los neutrones N que lo componen.Entre las Líneas En todas las desintegraciones radiactivas el número total de nucleones, A = Z + N, antes y después de la desintegración es una constante; es decir, el número de nucleones se conserva. Las diferencias en las energías de enlace producen diferencias en las masas que, a su vez, determinan qué tipo de desintegración radiactiva puede producirse. La desintegración radiactiva se produce cuando las masas de todas las partículas después de la desintegración son menores que la masa del núcleo radiactivo original. Véase también: Neutrón; Energía de enlace nuclear; Estructura nuclear; Nucleón; Protón

En 1934, los químicos franceses Irène Joliet-Curie y Frédéric Joliot demostraron que se pueden fabricar núcleos radiactivos en el laboratorio. Todos los elementos químicos pueden volverse radiactivos añadiendo o sustrayendo (excepto el hidrógeno y el helio) neutrones del núcleo de los estables. El estudio de las desintegraciones radiactivas de nuevos isótopos alejados de los estables en la naturaleza sigue siendo una de las principales fronteras de la investigación nuclear. La disponibilidad de esta gran variedad de isótopos radiactivos ha estimulado su uso en muchos campos diferentes, como la química, la biología, la medicina, la industria, la datación de artefactos, la agricultura y la exploración espacial. Véase también: Isótopo; Radioactividad y aplicaciones de la radiación

Tasas de transición y leyes de desintegración

Esta sección trata de la constante de desintegración radiactiva, la desintegración dual, la ley de desintegración exponencial, la vida media y el período de semidesintegración.

Constante de desintegración radiactiva

La tasa de transformación radiactiva, o la actividad, de una fuente es igual al número A de átomos radiactivos idénticos presentes en la fuente, multiplicado por su constante de desintegración radiactiva característica λ. Por lo tanto, se cumple la ecuación (1),

Actividad: Aλ desintegraciones por segundo

donde la constante de desintegración λ tiene dimensiones de s-1. El valor numérico de λ expresa la probabilidad estadística de decaimiento de cada átomo radiactivo en un grupo de átomos idénticos, por tiempo. Por ejemplo, si λ = 0,01 s-1 para una especie radiactiva concreta, entonces cada átomo tiene una probabilidad de 0,01 (1%) de decaer en 1 s, y una probabilidad de 0,99 (99%) de no decaer en cualquier intervalo de 1 s. La constante λ es una de las características más importantes de cada nucleido radiactivo: λ es esencialmente independiente de todas las condiciones físicas y químicas, como la temperatura, la presión, la concentración, la combinación química o la edad de los átomos radiactivos. Hay algunos casos en los que se observan efectos medibles muy pequeños para diferentes combinaciones químicas y presiones. Sin embargo, en el Sol y en el espacio un núcleo puede ser despojado de sus electrones atómicos, y entonces las tasas de decaimiento por captura de electrones pueden cambiar notablemente; por ejemplo, la vida media del 7Be es de 70 d en el Sol y de 53 d en la Tierra, y la vida media del 54Mn se estima en (1-2) × 106 y en los rayos cósmicos, comparada con 312 d en la Tierra, porque en promedio no tienen esencialmente electrones orbitales para que ocurra la captura de electrones.

La identificación de algunas muestras radiactivas puede hacerse simplemente midiendo la λ, que entonces sirve como equivalente del análisis químico cualitativo. Para los núclidos radiactivos más comunes, el rango de λ se extiende desde 3 × 106 s-1 (para el torio C′) hasta 1,6 × 10-18 s-1 (para el torio).

Descomposición doble

Muchos núclidos radiactivos tienen dos o más modos de desintegración independientes y alternativos. Por ejemplo, el 238U puede decaer por emisión de partículas alfa o por fisión espontánea. Un átomo de 64Cu puede decaer de tres formas independientes que compiten entre sí: emisión de partículas beta de negatrón, emisión de partículas beta de positrón o captura de electrones. Cuando son posibles dos o más modos independientes de desintegración, se dice que el nucleido presenta una desintegración dual.

La radiactividad en la Tierra

Varios isótopos de elementos encontrados en la Tierra son radiactivos. Todos los isótopos de elementos conocidos o teóricamente previstos por encima del plomo son radiactivos. Por regla general, se puede detectar la presencia de una sustancia radiactiva durante unas 10 vidas medias. Por lo tanto, las actividades con T ≲ 0,3 × 109 años no deberían encontrarse en la Tierra. Por ejemplo, el uranio actual es una mezcla isotópica que contiene un 99,3% de 238U, cuyo periodo de semidesintegración es de 4,5 × 109 años, y sólo un 0,7% del isótopo de uranio de vida más corta 235U, cuyo periodo de semidesintegración es de 0,7 × 109 años, mientras que estos isótopos presumiblemente se produjeron en cantidades aproximadamente iguales en la Tierra hace unos miles de millones de años. Las pruebas geofísicas indican que originalmente también había algo de 236U, pero ahora no se encuentra ninguno en la naturaleza, como era de esperar con su período de semidesintegración de 0,02 × 109 años. Los elementos tecnecio (Z = 43) y prometio (Z = 61) no se encuentran en la corteza terrestre porque todos sus isótopos son radiactivos con periodos de semidesintegración mucho más cortos (sus vidas más largas son T = 2,6 × 106 años para el 97Tc y T = 17,7 años para el 145Pm).

El uranio-238 se desintegra a través de una larga serie de 14 productos de desintegración radiactiva antes de terminar como un isótopo estable del plomo, el 206Pb. Algunos de estos miembros de la cadena de desintegración del 238U tienen periodos de semidesintegración muy cortos, por lo que su existencia en la naturaleza depende totalmente de la presencia de su progenitor de larga vida y, por tanto, es un accidente genealógico. Por ejemplo, el radio sólo se encuentra en la naturaleza en los minerales de su progenitor, el uranio. La serie de desintegración del 235U soporta 14, y la serie de desintegración del 232Th soporta 10, sustancias radiactivas de vida corta que se encuentran en la naturaleza.

Unos pocos elementos comunes contienen isótopos radiactivos naturales de larga duración. Por ejemplo, todo el potasio terrestre contiene un 0,012% del isótopo radiactivo 40K, que tiene un periodo de semidesintegración de 1,3 × 109 años, y emite partículas beta negatrón o positrón (más desintegración por captura de electrones) y rayos gamma en una desintegración dual a los estables 40Ca y 40Ar. Este isótopo es la principal fuente de radiactividad en un ser humano normal; cada ser humano contiene aproximadamente 0,1 microcurie (3,7 × 103 becquerels) del isótopo de potasio radiactivo 40K.

Las mediciones de la edad geológica se basan en la acumulación de productos de desintegración de isótopos de larga vida, especialmente en los casos del 40K, 87Rb, 232Th, 235U y 238U.

Núcleos radiactivos producidos en laboratorio

Gracias a los aceleradores de partículas y a los reactores nucleares, desde 1935 se han producido en el laboratorio del orden de 2.500 isótopos radiactivos que no se encuentran en cantidades detectables en la corteza terrestre, incluidos los de 26 nuevos elementos químicos hasta el elemento 118. Los títulos anteriores de radioactividades inducidas o artificiales para estos isótopos son términos erróneos. Muchos de ellos se han identificado ahora en meteoritos y en estrellas, y otros son producidos en la atmósfera por los rayos cósmicos. Hay más de 5.000 isótopos cuya existencia se predice teóricamente. A medida que uno se acerca al lugar donde un protón o un neutrón deja de estar ligado al núcleo de un elemento (el límite de la existencia de ese elemento), los semiperíodos se vuelven extremadamente cortos. Véase también: Elementos transuránicos

Por ejemplo, el carbono-14 es un emisor de partículas beta negatrónicas, con un semiperiodo de unos 5.600 años, que puede producirse en el laboratorio como producto de una variedad de experimentos de transmutación nuclear. El bombardeo nuclear de núcleos de 11B por partículas alfa (núcleos de helio) puede producir núcleos compuestos excitados de 15N que emiten rápidamente un protón (núcleo de hidrógeno), dejando 14C como producto final de la transmutación.

Esta reacción se lleva a cabo fácilmente utilizando los neutrones de los aceleradores nucleares o de un reactor nuclear. Esta reacción de transmutación en particular también se produce en la naturaleza, ya que el nitrógeno de la atmósfera terrestre es continuamente bombardeado por neutrones producidos por los rayos cósmicos, produciendo así 14C radiactivo. La mezcla del 14C con el carbono estable proporciona la base para la datación por radiocarbono de los sistemas que absorben carbono para épocas de hasta hace unos 50.000 años (10 vidas medias). Véase también: Acelerador de partículas; Rayos cósmicos; Reacción nuclear; Reactor nuclear; Datación por radiocarbono

El hidrógeno radiactivo, 3H, también se forma en la atmósfera a partir de la reacción 14N + neutrón →12C + 3H. Además, el 3H se produce en el Sol, y el agua de la Tierra, así como los satélites, muestran una concentración adicional de 3H procedente del Sol. Se han identificado más de dos docenas de productos radiactivos, cuya vida media oscila entre unos pocos días y millones de años, en meteoritos que han caído en la Tierra. Los ciclos de combustión de carbono e hidrógeno que producen energía para las estrellas producen 13N, 15O y 3H radiactivos. A temperaturas más altas, las radioactividades 7Be e incluso 8Be (T ≈ 10-16 s) ayudan a quemar hidrógeno y helio. Además de la producción de isótopos radiactivos y estables antes de la formación del sistema solar, la nucleosíntesis continúa en las estrellas con la producción de muchos átomos radiactivos de vida corta por diferentes procesos. Véase también: Ciclos carbono-nitrógeno-oxígeno (astrofísica); Nucleosíntesis; Cadena protón-protón

El rendimiento de cualquier radiactividad producida en el laboratorio es la tasa inicial de la actividad en las condiciones particulares del bombardeo nuclear.

Cada uno de los isótopos radiactivos naturales de estas series de transformación tiene dos nombres sinónimos. Por ejemplo, se sabe que el radioisótopo de importancia comercial cuyo nombre clásico es mesotorio-1 es un isótopo del radio con número de masa 228 y se designa como radio-228 (228Ra). La tabla 3 resume los nombres, símbolos y algunas propiedades radiactivas de estas tres series de transformación. Sin embargo, estas cadenas no son las únicas. Su singularidad o importancia como cadenas es un accidente de las larguísimas vidas medias del 232Th, 235U y 238U. Por ejemplo, el elemento 105 de masa 260 tiene una sucesión de siete desintegraciones alfa y una captura de electrones y desintegración de positrones a 232Th. La especial importancia de las cadenas de la Tabla 3 está relacionada con el hecho de que fueron esencialmente las únicas fuentes tempranas de materiales radiactivos, y también desempeñan un papel en la energía nuclear. Véase también: Energía nuclear

Actualmente se conocen series de transformación para todos los elementos de la tabla periódica, excepto el hidrógeno. Se han producido y estudiado cadenas de isótopos ricos en neutrones entre los productos de la fisión nuclear. Las reacciones inducidas por iones pesados y los reactores de alto flujo se han utilizado para ampliar el conocimiento de los elementos más allá del uranio. Los elementos del número 93 (neptunio) al 118 (oganeso), que hasta ahora no se habían encontrado en la Tierra, se fabricaron en el laboratorio. Las reacciones inducidas por protones y por iones pesados han ampliado el conocimiento de las cadenas y de los isótopos deficientes en neutrones de los elementos estables.

Desintegración de partículas alfa

La desintegración por partículas alfa se produce cuando un núcleo madre expulsa una partícula alfa (un núcleo de helio), que contiene dos protones y dos neutrones. Por lo tanto, el número atómico, o la carga nuclear Z, del producto de la desintegración es 2 unidades menos que el del núcleo padre, y la masa nuclear A del producto es 4 unidades de masa atómica menos que la del núcleo padre, porque la partícula alfa emitida se lleva esta cantidad de carga nuclear y masa. La disminución de 2 unidades de número atómico o carga nuclear entre el progenitor y el producto significa que el producto de la desintegración será un elemento químico diferente, desplazado 2 unidades hacia la izquierda en la tabla periódica de los elementos. Por ejemplo, el radio tiene el número atómico 88 y se encuentra en la columna 2 de la tabla periódica. Su producto de desintegración tras la emisión de una partícula alfa es un elemento químico diferente, el radón, cuyo número atómico es 86 y cuya posición está en la última columna de la tabla periódica como gas noble.

La partícula alfa se emite con una velocidad del orden de 1 a 2 × 107 m/s (104 mi/s), es decir, aproximadamente 1/20 de la velocidad de la luz.Entre las Líneas En el caso más sencillo de desintegración alfa, cada partícula alfa se emitiría exactamente con la misma velocidad y, por tanto, con la misma energía cinética. Sin embargo, en la mayoría de los casos hay dos o más grupos de energía discretos llamados líneas. Por ejemplo, en la desintegración alfa de un gran grupo de átomos de 238U, el 77% de las desintegraciones alfa serán por emisión de partículas alfa cuya energía cinética es de 4,20 MeV, mientras que el 23% será por emisión de partículas alfa de 4,15 MeV. Cuando se emite la partícula alfa de 4,20-MeV, el núcleo del producto de desintegración se forma en su nivel de tierra (energía más baja). Cuando se emite una partícula alfa de 4,15 MeV, el producto de desintegración se produce en un nivel excitado, 0,05 MeV por encima del nivel de tierra. Este núcleo se transforma rápidamente en su nivel de tierra mediante la emisión de un rayo gamma de 0,05 MeV o, alternativamente, mediante la emisión de la misma cantidad de energía en forma de un electrón de conversión y el espectro asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) de rayos X característicos. Así, en todos los espectros de partículas alfa, las partículas alfa se emiten en uno o más grupos de energía discretos y homogéneos, y los espectros de partículas alfa van acompañados de espectros de rayos gamma y de electrones de conversión siempre que haya dos o más grupos de partículas alfa en el espectro.

Regla de Geiger-Nuttall

Entre todos los emisores de partículas alfa conocidos, la mayoría de los espectros de energía de las partículas alfa se sitúan en el dominio de los 4-6 MeV, aunque unos pocos se extienden hasta los 2 MeV (14762Sm) y hasta los 10 MeV (21284Po o ThC′). Existe una relación sistemática entre la energía cinética de las partículas alfa emitidas y el semiperiodo del emisor alfa. Las partículas alfa de mayor energía son emitidas por núclidos de vida corta, y las de menor energía son emitidas por emisores de partículas alfa de vida muy larga. El físico alemán Hans Geiger y el físico inglés John Mitchell Nuttall demostraron que existe una relación lineal entre el log λ y la energía de la partícula alfa.

La regla de Geiger-Nuttall es inexplicable para la física clásica, pero surge claramente de la mecánica cuántica, o ondulatoria.Entre las Líneas En 1928, la hipótesis de la transmisión a través de las barreras de potencial nuclear, introducida por el físico estadounidense de origen ruso George Gamow y, de forma independiente, por el físico teórico británico Ronald Wilfred Gurney y el físico nuclear estadounidense Edward Condon, demostró dar una explicación satisfactoria a los datos de desintegración alfa, y posteriormente sólo se ha modificado en detalles. La forma de las ecuaciones de la barrera de penetración es tal que los gráficos de correlación de log λ contra 1/E dan líneas casi rectas. Véase también: Mecánica cuántica

Barrera de potencial nuclear

A distancias r grandes comparadas con el radio nuclear, la energía potencial de una partícula alfa, cuya carga es 2e, en el campo de un núcleo residual cuya carga es (Z – 2)e, es 2(Z – 2)e2/r. A distancias muy cercanas, esta repulsión electrostática se opone y es superada por fuerzas atractivas nucleares de corto alcance. La energía potencial neta U en función de la separación r entre la partícula alfa y su núcleo residual es la barrera de potencial nuclear.

Una de las varias definiciones operativas del radio nuclear R es la distancia r = R a la que las fuerzas nucleares atractivas acaban de equilibrar las fuerzas electrostáticas repulsivas. A esta distancia, llamada la parte superior de la barrera nuclear, la energía potencial es de unos 25-30 MeV para los casos típicos de núcleos pesados emisores de partículas alfa.

Dentro del núcleo, la partícula alfa se representa como una onda de materia de De Broglie. Según la mecánica ondulatoria, esta onda tiene una probabilidad muy pequeña pero finita de ser transmitida a través de la barrera de energía potencial nuclear y, por tanto, de emerger como una partícula alfa emitida desde el núcleo. La transmisión de una partícula a través de dicha barrera de energía está completamente prohibida en la electrodinámica clásica, pero es posible según la mecánica ondulatoria. Esta transmisión de una onda de materia a través de una barrera energética es análoga al caso familiar de la transmisión de la luz visible ordinaria a través de un metal opaco como el oro: si el oro es lo suficientemente fino, algo de luz pasa, como en el caso de la fina hoja de oro que a veces se utiliza para los letreros de los escaparates. Véase también: Mecánica cuántica

La probabilidad ondulatoria de la transmisión de una partícula alfa a través de la barrera de potencial nuclear depende en gran medida de la energía de la partícula alfa emitida.

El conocimiento de los isótopos emisores alfa se amplió considerablemente gracias a la identificación de la estabilidad de muchos isótopos en la región justo por encima del estaño y en la amplia región que va desde el neodimio hasta el uranio. Por ejemplo, se han utilizado reacciones de fusión entre iones de 58Ni de 290-MeV y blancos de 58Ni y 63Cu para producir y estudiar isótopos radiactivos muy deficientes en neutrones, incluidos 12 emisores alfa entre el estaño y el cesio. Estos resultados proporcionan datos importantes sobre las masas atómicas de los núcleos alejados de los estables en la naturaleza. Estos datos ponen a prueba la comprensión de las fórmulas de masa nuclear y su validez en nuevas regiones de la tabla periódica.

Desintegración de partículas beta

La desintegración de partículas beta es un tipo de radiactividad en la que el núcleo padre emite una partícula beta. Se establecen dos tipos de desintegración beta: en la desintegración beta negatrón (β-) la partícula beta emitida es un electrón con carga negativa (negatrón); en la desintegración beta positrón (β+) la partícula beta emitida es un electrón con carga positiva (positrón).Entre las Líneas En la desintegración beta, el número atómico se desplaza en una unidad de carga, mientras que el número másico permanece inalterado. A diferencia de la desintegración alfa, cuando la desintegración beta tiene lugar entre dos núcleos que tienen una diferencia energética definida, las partículas beta de un gran número de átomos tendrán una distribución continua de energía. Véase también: Positrones.

Como en el caso de la desintegración alfa, la mayoría de los espectros de partículas beta no son tan simples, sino que incluyen espectros continuos adicionales que tienen menos energía máxima y que dejan al núcleo producto en un nivel excitado desde el que se emiten entonces rayos gamma.

Para los núcleos muy alejados de la estabilidad, las energías de estos estados excitados poblados en la desintegración beta son tan grandes que los estados excitados pueden decaer por emisión de protones, dos protones, neutrones, dos neutrones, tres neutrones o alfa, o por fisión espontánea.Entre las Líneas En algunos casos, las energías son tan grandes que el número de estados excitados a los que puede ocurrir la desintegración beta es tan grande que sólo se puede estudiar la fuerza bruta de las desintegraciones beta a muchos estados.

Neutrinos

El espectro continuo de las energías de las partículas beta implica la emisión simultánea de una segunda partícula además de la partícula beta, para conservar la energía y el momento angular de cada núcleo en desintegración. Esta partícula es el neutrino. La suma de la energía cinética del neutrino y de la partícula beta es igual a Emax para la transición particular implicada, excepto en los raros casos en los que se emite bremsstrahlung interno o electrones de sacudida junto con la partícula beta y el neutrino. El neutrino tiene carga cero y masa en reposo casi nula, viaja esencialmente a la misma velocidad que la luz (3 × 108 m/s o 1,86 × 105 mi/s) y se emite como partícula compañera de cada partícula beta. Véase también: Neutrino

En la desintegración beta se distinguen dos formas de neutrinos.Entre las Líneas En la desintegración beta del positrón, un protón p del núcleo se transforma en un neutrón n del núcleo, reduciendo así la carga nuclear en 1 unidad.Entre las Líneas En el momento de esta transición, se crean y emiten dos partículas, el positrón β+ y el neutrino ν. Los β+ y ν emitidos se llevan la energía Emax de la transición y permiten la conservación de la energía, el momento, el momento angular, la carga y la estadística.

El antineutrino es la antipartícula del neutrino como el β+ es la antipartícula del β-. El ν y el ν- tienen las mismas propiedades de carga nula y masa en reposo esencialmente nula, y sólo se diferencian en cuanto a la dirección de alineación de su espín intrínseco a lo largo de su dirección de movimiento.Entre las Líneas En la mayoría de los contextos de desintegración beta, el término “neutrino” incluye sus dos formas, neutrino y antineutrino. Véase también: Antimateria

Existen, de hecho, tres clases de neutrinos. Los neutrinos emitidos en los dos tipos de desintegración beta (las desintegraciones de las ecuaciones 22 y 23) se denominan neutrinos electrónicos. Además, hay un neutrino y un antineutrino asociados al mesón mu (μ±) y neutrinos y antineutrinos asociados al tau (τ±). Estas tres partículas, electrón, mu y tau, junto con sus neutrinos, νe, νμ y ντ, y sus respectivas antipartículas, constituyen una clase de partículas llamadas leptones. El número de leptones en una desintegración o reacción se considera conservado; esta regla se llama conservación del número de leptones. Hay números de conservación separados para e, μ y τ. Debe haber el mismo número neto de cada tipo de leptón en cada lado de una desintegración o reacción. Por ejemplo, como no hay leptones en los lados izquierdos de las desintegraciones de las ecuaciones 22 y 23, no debe haber leptones netos en los lados derechos. Así, la desintegración de la ecuación 22 tiene en el lado derecho un antielectrón (positrón) con número de leptones L = -1 y un neutrino con número de leptones L = 1. La desintegración de la ecuación 23 tiene un electrón con L = 1 y un antineutrino con L = -1, por lo que el número leptónico es L = 1 – 1 = 0 leptones en el lado derecho también. Las desintegraciones de las ecuaciones 22 y 23 también conservan el número de nucleones. Una masa en reposo no nula de los neutrinos abre la posibilidad de que los neutrones oscilen de νe a νμ o viceversa, así como de νμ a νμ— y de otros tipos, como se requiere en las teorías gran unificadas. Véase también: Leptón

Debido a que la masa en reposo del neutrón es mayor que la del protón, los neutrones libres pueden sufrir una desintegración beta (en la desintegración de la ecuación 23), pero los protones deben utilizar parte de la energía de enlace nuclear disponible dentro de un núcleo para compensar la diferencia de masa en reposo en la desintegración de la ecuación 22.

La interacción de los neutrinos con la materia es extremadamente débil. Un neutrino puede atravesar todo el Sol con pocas posibilidades de colisión. El grosor de plomo necesario para atenuar los neutrinos en el factor 1/2 es de unos 1018 m (1015 mi), o 100 años luz de plomo. Véase también Año-luz

Energía beta media

Las partículas cargadas, como las partículas beta o las partículas alfa, son fácilmente absorbidas por la materia y su energía cinética se convierte en calor.Entre las Líneas En la desintegración beta, la energía media Eav de las partículas beta es muy inferior a la energía máxima Emax del espectro de partículas beta concreto. La forma detallada de los espectros de partículas beta y, por tanto, el valor exacto de la relación Eav /Emax varía un poco con Z, Emax, el grado de prohibición de la transición y el signo de la carga de la partícula beta emitida. Una regla general que cubre muchos casos prácticos es Eav = (0,40 ± 0,05)Emax, con valores ligeramente superiores para los espectros de partículas beta positrones que para los espectros de partículas beta negatrones. El resto de la energía de desintegración se emite como energía cinética de los neutrinos y no es recuperable en absorbentes finitos.

Hay otros procesos que se llevan parte de la energía de la desintegración beta, entre ellos el bremsstrahlung interno (rayos gamma) y los electrones de sacudida (electrones atómicos). Las probabilidades totales de estos dos procesos adicionales son del orden del 1% o mucho menos por desintegración beta, y la probabilidad de su emisión disminuye rápidamente con el aumento de la energía, por lo que son principalmente radiaciones de baja energía (menos de unos 50 keV).Entre las Líneas En la bremsstrahlung interna, a través de la interacción de la partícula beta y el núcleo emisor, parte de la energía de la desintegración se emite en forma de rayos gamma.Entre las Líneas En el proceso de desintegración, parte de la energía de desintegración beta se cede a uno de los electrones atómicos. Los rayos gamma no se absorben en la materia tan fácilmente como las partículas beta. Además, si se intenta absorber las partículas beta en la materia, éstas pueden interactuar con los átomos y emitir bremsstrahlung externos (rayos gamma). El número de estos rayos gamma también es una función fuertemente decreciente de la energía, pero su emisión se extiende hasta las energías máximas de las partículas beta. Véase también: Bremsstrahlung

Transiciones de captura de electrones

Siempre que esté energéticamente permitido por la diferencia de masa entre isobaras vecinas, un núcleo Z puede capturar uno de sus propios electrones atómicos y transformarse en la isobara de número atómico Z – 1. Normalmente, la transición de captura de electrones (EC) implica a un electrón de la capa K de electrones atómicos, porque estos electrones más internos tienen la mayor densidad de probabilidad de estar en el núcleo o cerca de él. Véase también: Captura de electrones

En las transiciones EC, un protón p ligado en el núcleo padre absorbe un electrón e- y se transforma en un neutrón ligado n. La energía de la desintegración es arrastrada por un neutrino ν emitido, como en la transición (32).

El núcleo residual puede quedar en su nivel de tierra o en un nivel excitado del que se desprende la emisión de rayos gamma. Las transiciones EC compiten con todos los casos de desintegración de partículas beta de positrones. La CE tiene una ventaja energética sobre la desintegración β+ equivalente a la masa de dos electrones, o 1,02 MeV, porque en la transición de la ecuación 32, una masa de electrones e- entra por la izquierda y está disponible, mientras que en la desintegración de la ecuación 22, una masa de electrones β+ debe producirse como producto de la desintegración de partículas beta de positrones. Por ejemplo, en la desintegración radiactiva de 6429Cu, el doble de transiciones van por CE a 6428Ni que por desintegración beta positrónica al mismo producto de desintegración.Entre las Líneas En los elementos pesados de alta Z, la CE se ve favorecida en gran medida por la desintegración β+, y los ejemplos de desintegración β+ medibles son prácticamente desconocidos para Z superiores a 80, aunque hay un gran número de ejemplos de captura de electrones. A medida que la energía para la desintegración aumenta más allá de 1,02 MeV, la probabilidad de la desintegración β+ aumenta en relación con la CE y domina a varios megaelectronvoltios de energía.

Se conocen varios ejemplos de radiactividad EC completamente pura en la que no hay suficiente energía nuclear para permitir cualquier desintegración de partículas beta de positrones (la energía total de desintegración es inferior a 1,022 MeV). Por ejemplo, el 5526Fe no emite ninguna partícula beta positrónica, pero se transforma con un período de semidesintegración de 2,6 años completamente por CE al nivel de tierra del 5525Mn. Esta radiactividad es detectable a través de los rayos X de la serie K que se emiten desde el 55Mn cuando la vacante de electrones atómicos, producida por la captura nuclear de un electrón K, se rellena desde la capa L de electrones atómicos. También puede producirse, aunque raramente, la captura de dos electrones, análoga a la desintegración doble beta.Entre las Líneas En este caso se capturan dos electrones atómicos y se emiten dos neutrinos.

Desintegración de rayos gamma

La desintegración de rayos gamma implica una transición entre dos niveles excitados de un núcleo, o entre un nivel excitado y el nivel de tierra. Un núcleo en su nivel básico no puede emitir ninguna radiación gamma. Por lo tanto, la desintegración de los rayos gamma sólo se produce como secuela de uno de los procesos de la Tabla 1 o de algún otro proceso por el que el núcleo producto queda en un estado excitado. Estos procesos adicionales incluyen los rayos gamma observados tras la fusión de dos núcleos, como ocurre al bombardear 58Ni con 16O para formar un núcleo compuesto excitado de 74Kr. Este núcleo compuesto emite primero algunas partículas como dos neutrones para dejar 72Kr* o dos protones para dejar 72Se*, ambos en estados excitados que emitirán rayos gamma. Alternativamente, se pueden excitar estados en un núcleo por la fuerza de Coulomb entre dos núcleos cuando pasan cerca uno del otro pero no se tocan (su separación es mayor que la suma de los radios de los dos núcleos). También existen otras reacciones nucleares, como la fisión nuclear inducida, que dejan a los núcleos en estados excitados para que sufran una desintegración gamma. Véase también: Excitación de Coulomb

Un rayo gamma es una radiación electromagnética de alta frecuencia (un fotón). La energía de un rayo gamma viene dada por hν, donde h es la constante de Planck y ν es la frecuencia de oscilación de la onda en hercios. La energía de los rayos gamma o fotones hν se sitúa entre 0,05 y 3 MeV para la mayoría de las transiciones nucleares conocidas. Los rayos gamma de mayor energía se observan en la captura de neutrones y en algunas reacciones. Véase también: Radiación electromagnética

Los rayos gamma arrastran energía, momento lineal y momento angular, y dan cuenta de los cambios de momento angular, paridad y energía entre los niveles excitados de un determinado núcleo. Esto conduce a un conjunto de reglas de selección de rayos gamma para la desintegración nuclear y a una clasificación de las transiciones de rayos gamma como radiación multipolar “eléctrica” o “magnética” de orden multipolar 2l, donde l = 1 se denomina radiación dipolar, l = 2 es radiación cuadrupolar y l = 3 es octupolar, siendo l el cambio vectorial del momento angular nuclear. El tipo más común de transición de rayos gamma en los núcleos es el cuadrupolo eléctrico (E2). Hay casos en los que se emiten varios cientos de rayos gamma con energías diferentes en las desintegraciones de los átomos de un solo isótopo. Véase también: Radiación multipolar.

Transiciones sin radiación

Hay casos en los que la emisión de rayos gamma está estrictamente prohibida y se permite la emisión de electrones de conversión. Esto ocurre cuando ambos estados nucleares tienen espín cero y la misma paridad. Los electrones de conversión se denominan radiaciones eléctricas monopolares, EO. Estas transiciones se producen debido a la penetración de los electrones atómicos en el volumen nuclear donde interactúan directamente con el núcleo. Las radiaciones EO pueden producirse en principio siempre que dos estados tengan el mismo espín y la misma paridad, pero en la práctica, los decaimientos EO resultan ser muy, muy pequeños en estos casos. Hay algunas excepciones en núcleos bien deformados y en núcleos que tienen estados con formas muy diferentes.Entre las Líneas En estos casos, las desintegraciones EO pueden dominar totalmente la emisión de electrones para transiciones que no tienen cambio de espín y que implican desintegraciones entre estados con grandes diferencias en sus formas nucleares.

Los decaimientos EO que surgen debido a la penetración de los electrones atómicos en el volumen nuclear son, por tanto, medidas sensibles de los cambios de forma entre dos estados nucleares, y han jugado un papel importante en el establecimiento de vibraciones de la forma nuclear y la coexistencia de estados con deformaciones muy diferentes en el mismo núcleo. También hay otras circunstancias en las que la penetración del electrón atómico en el volumen nuclear da lugar a contribuciones adicionales a la desintegración del electrón de conversión. De nuevo, estos efectos de penetración sondean detalles de la estructura del núcleo.

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Formación de pares internos

Cuando la energía entre dos estados del mismo núcleo supera los 1,022 MeV, el doble de la energía de masa en reposo de un electrón, es posible que el núcleo ceda su exceso de energía a un par electrón-positrón, un proceso de creación de pares. Este es un tercer modo alternativo a la desintegración gamma y a la desintegración de electrones de conversión. Este proceso se vuelve más importante a medida que aumenta la energía de los rayos gamma. Es relativamente poco importante por debajo de 2-3 MeV de energía de desintegración. Véase también: Producción y aniquilación de pares electrón-positrón

Transiciones isoméricas

Las transiciones radiactivas con retraso medible desde un nivel excitado de un núcleo se conocen como transiciones isoméricas. El nivel excitado de larga duración medible se denomina nivel isomérico o metaestable o isómero del nivel de tierra. Lo que constituye un isómero no está bien definido. La terminología surgió cuando era difícil medir vidas medias inferiores a 10-7 s. Los estados con vidas medias más largas eran isómeros. Ahora se pueden medir vidas medias de hasta 10-13 s para muchas transiciones en diferentes núcleos, pero generalmente no se llaman isómeros. El punto de ruptura simplemente no está definido.

La figura 12 (abajo) muestra que si la energía de excitación es pequeña (por ejemplo, 0,5 MeV o menos) y la diferencia de momento angular l es grande (por ejemplo, l = 3 o más), entonces la vida media de un nivel excitado para la emisión de rayos gamma o de electrones de conversión puede ser del orden de 1 s hasta varios años.

La mayoría de los isómeros de larga vida se producen en núcleos que tienen un número de masa impar A. Entonces el número de protones Z en el núcleo es impar, o el número de neutrones N en el núcleo es impar. La distribución de frecuencias de los pares isoméricos impares-A, en el nivel excitado y en el nivel terreno, muestra las llamadas islas de isomería en las que el número de protones impares o de neutrones impares es inferior a 50 o inferior a 82. La distribución es una de las varias líneas de evidencia de la existencia de cáscaras cerradas de nucleones idénticos en N o Z = 50 o 82 en los núcleos, y juega un papel importante en el llamado modelo de cáscara de los núcleos. Véase también: Isomerismo nuclear; Modelo de cáscara nuclear y números mágicos

Fisión espontánea

La fisión espontánea consiste en la ruptura espontánea de un núcleo en dos fragmentos pesados (dos elementos de número atómico intermedio, por ejemplo, con Z = 42 y 50) y neutrones (véase más). La fisión espontánea puede producirse cuando la suma de las masas de los dos fragmentos pesados y de los neutrones es menor que la masa del progenitor que sufre la desintegración. Tras el descubrimiento de la fisión en 1939, se descubrió que isótopos como el 235,238U tenían ramas de desintegración muy débiles para la fisión espontánea, con vidas medias para la fisión espontánea de 3 × 1017 y 8,2 × 1015 y, respectivamente. Algunos isótopos con vidas medias relativamente largas, como el 252Cf (2,6 años), tienen ramas de fisión espontánea grandes (3,1%).Entre las Líneas En estos casos, el núcleo puede pasar a un estado de energía más bajo dividiéndose espontáneamente en dos fragmentos pesados de masa bastante similar más algunos neutrones. Este proceso libera una gran cantidad de energía en comparación con cualquier otro modo de desintegración. Así, el 252Cf ha cobrado importancia en muchas aplicaciones de la medicina y la industria como fuente de energía compacta, como fuente de neutrones o como fuente de radiación nuclear, ya que los propios fragmentos quedan en estados excitados y así emiten rayos gamma. Véase también: Fisión nuclear

A principios de la década de 1960 se descubrió un importante modo de desintegración isomérica en los elementos muy pesados, los isómeros de fisión espontánea.Entre las Líneas En este caso, el núcleo en estado de excitación, en lugar de emitir un rayo gamma o un electrón de conversión, se rompe espontáneamente en dos fragmentos pesados más neutrones, exactamente como en la fisión espontánea. Para identificar estos isómeros, a menudo se coloca el símbolo f después de su masa atómica, por ejemplo, 244f95Am. Sus vidas medias son generalmente cortas, de 10-3 a 10-9 s. Ahora se entiende que estos isómeros de fisión son estados con una deformación mucho mayor que los estados básicos de estos isótopos. La barrera de Coulomb contra la fisión es, de hecho, una barrera de doble salto con los isómeros de fisión en el valle a gran deformación. El estudio de estos isómeros de fisión ha proporcionado importantes pruebas de comprensión del comportamiento y la estructura de los núcleos con deformaciones muy grandes.

La fisión con emisión de neutrones se denomina fisión caliente porque los fragmentos tienen una elevada energía de excitación que es arrastrada por la emisión de neutrones.Entre las Líneas En 1994 se observó la fisión espontánea fría del 252Cf y, posteriormente, del 242Pu, en la que no se emiten neutrones, en contraste con la fisión espontánea caliente, en la que se emiten de uno a diez neutrones. También se ha observado la fisión espontánea ternaria fría y la fisión espontánea ternaria caliente.Entre las Líneas En la fisión espontánea ternaria, además de los dos núcleos de masa intermedia, se ha observado un núcleo ligero como una partícula alfa, 3H, o 6Li hasta 14C.Entre las Líneas En la fisión espontánea ternaria fría no se emiten neutrones, mientras que en la fisión espontánea ternaria caliente se emiten uno o más neutrones. Estos raros modos de desintegración proporcionan nuevos conocimientos sobre el proceso de fisión, la agrupación en los núcleos y la teoría de la multifragmentación, como se discute más adelante. Véase también: Fisión nuclear

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Desintegración de grupos pesados

La desintegración por partículas alfa y la fisión espontánea son dos fenómenos naturales en los que un núcleo atómico se rompe espontáneamente en dos fragmentos, pero los fragmentos son de tamaño muy diferente en un caso y casi igual en el otro. Basándose en la teoría de la fragmentación y en el modelo de la cáscara de dos centros, los físicos rumanos Aureliu Sandulescu y Dorin Poenaru y el físico teórico alemán Walter Greiner predijeron en 1980 nuevos tipos de radioactividades intermedias entre la desintegración por partículas alfa y la fisión. Posteriormente, se demostró teóricamente que los nuevos procesos deberían producirse en una región muy amplia de la carta nuclear, incluyendo elementos con números atómicos superiores a 40. Sin embargo, las tasas de emisión observables experimentalmente sólo podían esperarse para los núcleos más pesados que el plomo, en una ruptura que diera lugar a un fragmento pesado muy estable con números de protones y neutrones iguales o muy cercanos a Z = 82, N = 126 (20882Pb o su vecindad).

Para más de 150 tipos de emisión de cúmulos, los semiperíodos predichos de los núcleos padres son inferiores a 1023 años. El principal competidor es siempre la desintegración por partículas alfa. Los cocientes de ramificación predichos en relación con esta desintegración de partículas alfa son inferiores a 10-9, con un valor máximo para la radiactividad del 146C de 22388Ra, el primer caso observado experimentalmente. Los cúmulos se emiten mediante procesos de fisión en los que los fragmentos conservan configuraciones de forma compacta, con una energía cinética relativamente alta de unos 2 MeV por nucleón.

En 1984, se inició una serie de confirmaciones experimentales con el descubrimiento de la radiactividad del 146C del 22388Ra. Inicialmente se utilizó una técnica de identificación por telescopio semiconductor.Entre las Líneas En experimentos posteriores sobre la emisión de 146C de otros isótopos de radio, los espectrómetros magnéticos (un solenoide superconductor y un polo dividido de Enge) permitieron suprimir el fuerte fondo de partículas alfa.

Otra técnica utiliza detectores de registro de pistas de estado sólido con películas de plástico y vidrios especiales que son sensibles a los cúmulos más pesados pero no a las partículas alfa.

Estos modos de desintegración proporcionan pruebas de una teoría unificada que incluye la fisión fría, la radiactividad de los cúmulos ligeros y la desintegración alfa.

Aunque son bastante raros, estos modos también proporcionan pruebas interesantes de la comprensión de la estructura de los núcleos pesados, incluidos los efectos de cáscara y de emparejamiento, la deformación, el movimiento colectivo de gran amplitud y la agrupación, con especial énfasis en los cúmulos muy pesados como el 13250Sn y el 20882Pb. Debido a sus efectos de cáscara especialmente fuertes, el cúmulo 20882Pb está implicado no sólo en las desintegraciones de cúmulos, sino también en el proceso de fusión fría asimétrica, que se ha utilizado en la síntesis de los elementos más pesados. Véase también: Copernicio

Radiación de protones

La radiactividad de protones es un modo de desintegración radiactiva que generalmente se espera que surja en los núcleos ricos en protones alejados de los isótopos estables, en el que el núcleo padre cambia su identidad química mediante la emisión de un protón en un proceso de un solo paso. Su interpretación física es casi exacta al tratamiento mecánico-cuántico de la desintegración de partículas alfa. Aunque la radiactividad de los protones había suscitado un considerable interés teórico desde 1951 y se esperaba que fuera un fenómeno general, durante muchos años sólo se observaron unos pocos ejemplos de este modo de desintegración, debido al estrecho rango de vidas medias y energías de desintegración en el que este modo puede competir con otros modos. Sin embargo, a finales de la década de los 90, las técnicas experimentales que utilizan nuevos espectrómetros de masas de retroceso, que pueden separar los productos de reacción raros, y los nuevos detectores de banda de silicio de doble cara, estuvieron disponibles y permitieron descubrir muchas nuevas radioactividades de protones.

El primer nucleido que se encontró, en 1970, que decaía por radiactividad de protones fue el 53m27Co, donde la m (metástasis) denota un estado isomérico de vida (relativamente) larga. Debido a su elevado momento angular de 19/2 y a la paridad impar, la desintegración gamma está muy prohibida. Este modo de desintegración es esencialmente el mismo que el de la emisión de protones con retardo β que se discute más adelante, excepto que la energía del nivel nuclear excitado es baja, y las reglas de selección del momento angular prohíben en gran medida la desintegración gamma, por lo que el estado vive un tiempo relativamente largo en comparación con los estados poblados en la desintegración beta.

A medida que se continúa eliminando neutrones del núcleo de un elemento dado con número atómico Z, se llega a un punto, llamado línea de goteo de protones, en el que para ese Z y N un solo protón se desliga y puede gotear del núcleo. La barrera de Coulomb (comentada anteriormente para la desintegración alfa) y la barrera centrífuga (momento angular) pueden retener el protón durante un tiempo limitado, por lo que el núcleo sufre una desintegración radiactiva con una determinada vida media para la emisión de un protón. Los estudios de las radioactividades de los protones sondean los límites de la estabilidad de los núcleos ricos en protones. Más allá de la línea de goteo de protones, la radiactividad de protones es del 100% de la desintegración. A medida que se avanza dentro de la línea hacia núcleos más estables, la radiactividad de protones compite con la desintegración de positrones y, con la adición de más neutrones, la desintegración beta de positrones se convierte en el 100% de la radiactividad.

Las radioactividades de los protones permiten sondear la estructura de los núcleos en los límites y más allá de los límites de estabilidad. Las vidas medias de las desintegraciones de protones dependen fuertemente de las energías del protón y del momento angular transportado por el protón. Los emisores de protones son los núcleos impares-Z porque en ellos no se necesita la energía para romper un par de protones en el núcleo para que se produzca la emisión de protones. El momento angular arrastrado por el protón permite saber qué órbita ocupaba el protón antes de la emisión. Además, los estudios en los que se ha utilizado la emisión de protones para marcar los retrocesos de una reacción de iones pesados tras la separación de masas han permitido observar los rayos gamma emitidos por el núcleo del retroceso antes de la emisión de protones Tm. Así, es posible estudiar los estados excitados en los núcleos más allá de los límites de la estabilidad del protón. Estos dos datos ponen a prueba las teorías de la estructura nuclear en nuevas condiciones extremas. Además, las energías de los protones proporcionan información sobre las diferencias de masa de los núcleos en las líneas de goteo y, por lo tanto, prueban también las fórmulas de masa hasta nuevos límites.

También se han observado radioactividades de dos protones a partir de los estados bajos de los núcleos, incluyendo la desintegración de 45Fe, 4526Fe → 4324Cr + 2p, así como la desintegración de dos protones de un estado excitado en 18Ne a 16O.

Radiación de neutrones

En los núcleos muy ricos en neutrones que se encuentran cerca de la línea de frontera de la estabilidad del núcleo, se pueden encontrar núcleos con estados básicos o excitados que son inestables a la emisión de uno o dos neutrones.Entre las Líneas En este caso, no existe una barrera de Coulomb para mantener el neutrón en el núcleo, pero se puede tener una barrera centrífuga que puede dar lugar a una radiactividad de uno o incluso dos neutrones. Estos procesos para los estados básicos estarían muy cerca de los límites en los que los núcleos se vuelven totalmente inestables a la adición de un neutrón, la línea de goteo de neutrones, y son muy difíciles incluso de hacer y mucho menos de medir. Sin embargo, puede haber núcleos ricos en neutrones con estados isoméricos de alto espín donde el alto espín análogo al del 53mCo da lugar a una gran barrera centrífuga. Tales estados isoméricos pueden sufrir una radiactividad de uno o dos neutrones.

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Emisiones de partículas retardadas

Se han observado muchos tipos de emisiones de partículas beta retardadas. Teóricamente, el número de isótopos que pueden sufrir emisiones de partículas beta retardadas podría superar los 1000. Por lo tanto, este modo se encuentra entre los más importantes en núcleos muy alejados de los estables en la naturaleza. El estudio de estas desintegraciones puede proporcionar conocimientos sobre el núcleo que no pueden obtenerse de ninguna otra manera.

Fisión espontánea con retraso beta

También se observan procesos de desintegración beta en los que el núcleo excitado que sigue a la desintegración beta tiene una probabilidad de sufrir una fisión espontánea en lugar de una desintegración por rayos gamma. Este es el mismo proceso que en la fisión espontánea o isomérica. La energía de excitación del nivel nuclear proporciona la energía extra para hacer posible la fisión. El núcleo se divide en dos fragmentos casi iguales más algunos neutrones. Este proceso es como la fisión espontánea isomérica, salvo que el tiempo de vida del nivel nuclear es tan corto que el nivel no se llamaría normalmente isómero.

A continuación se examinará el significado.

¿Cómo se define? Concepto de Radiactividad

Véase la definición de Radiactividad en el diccionario.

Características de Radiactividad

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Recursos

Traducción de Radiactividad

Inglés: Radioactivity
Francés: Radioactivité
Alemán: Radioaktivität
Italiano: Radioattività
Portugués: Radioatividade
Polaco: Promieniotwórczość

Tesauro de Radiactividad

Energía > Industrias nuclear y eléctrica > Industria nuclear > Seguridad nuclear > Radiactividad
Medio Ambiente > Deterioro del medio ambiente > Residuo > Residuo radiactivo > Radiactividad
Energía > Industrias nuclear y eléctrica > Energía nuclear > Materia radiactiva > Radiactividad
Medio Ambiente > Deterioro del medio ambiente > Contaminación > Contaminación radiactiva > Radiactividad
Ciencia > Ciencias naturales y aplicadas > Ciencias físicas > Radiación ionizante > Radiactividad

Véase También

Actínidos en el medio ambiente
Radiación de fondo
Catástrofe de Chernóbil
Crímenes con sustancias radiactivas
Corrección de la descomposición
Refugio contra la lluvia radiactiva
Contador Geiger
Radiactividad inducida
Listas de catástrofes nucleares e incidentes radiactivos
Consejo Nacional de Protección y Medición de las Radiaciones
Ingeniería nuclear
Farmacia nuclear
Física nuclear
Energía nuclear
Descomposición de partículas
Proceso de Poisson
Radioterapia
Contaminación radiactiva
La radiactividad en la biología
Datación radiométrica
Equilibrio transitorio

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6 comentarios en «Radiactividad»

  1. Es importante fijarse en la descomposición radiactiva de un núcleo grande e inestable en un núcleo más pequeño y estable a través de la descomposición alfa, que es la emisión de una partícula alfa compuesta por dos protones y dos neutrones. Los protones se representan como esferas amarillas con signo positivo, lo que indica que tienen carga positiva, mientras que los neutrones son esferas anaranjadas sin etiqueta.

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  2. Por si esto puede ayudar: Se han identificado docenas de núcleos que van desde el 96C hasta el 18380Hg que decaen por el modo de dos pasos de la radiactividad de protones con retardo beta. Típico es el decaimiento del 3318Ar, con una vida media de 173 ms; fue producido por la reacción 3216S + 32He → 3318Ar + 2n. Este isótopo decae por desintegración β+ superpermitida y permitida a un número de niveles en su núcleo hijo 3317Cl, que inmediatamente (en menos de 10-17 s) se rompe en 3216S y un protón. Se observan más de 30 grupos de protones procedentes de la desintegración del 3318Ar, con energías que van de 1 a aproximadamente 6 MeV y que varían en intensidad en más de cuatro órdenes de magnitud. Aunque normalmente es muy difícil estudiar muchas ramas de desintegración β en la desintegración de un determinado nucleido -debido a la naturaleza continua del espectro de energía de las partículas beta emitidas- es posible hacerlo cuando se investigan emisores de protones con retardo beta. Las energías e intensidades de los grupos de protones observados pueden correlacionarse con los niveles alimentados en la desintegración beta precedente y sus tasas de transición, lo que permite realizar pruebas sensibles a través de la desintegración beta de las funciones de onda nucleares que surgen de diferentes modelos del núcleo. También se ha descubierto la desintegración β+ retardada de dos protones, así como la desintegración β–retardada de deuterones y tritones.

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