QUIMICA NUCLEAR

CONTENIDO (I)GeneralidadesPropiedades del ncleo atmicoEstabilidad nuclearRadiactividad y desintegracin radiactivaBalanceo de reacciones nuclearesDeteccin de la radiacinVelocidad de desintegracin y tiempo de vida media

CONTENIDO (II)Series de desintegracinTransmutacin de los elementosFisin nuclearReactores nuclearesBomba atmicaFusin nuclearAplicaciones de los radionclidos

GENERALIDADESDe qu dependen las propiedades qumicas de los tomos?El sueo del alquimista medieval hecho realidadEl uso de la energa nuclearDiferencias entre reacciones comunes y reacciones nucleares

GENERALIDADES

REACCIONES QUIMICASREACCIONES NUCLEARES1.- Los tomos se organizan por la ruptura y formacin de enlaces y no se producen elementos nuevos2.- Solo los electrones ms externos de los tomos o molculas participan en la reaccin3.- Las reacciones van acompaadas de la absorcin o liberacin de cantida-des de energa relativamente pequeas4.-. Las velocidades de reaccin se ven afectadas por temperatura, presin, concentracin o por catalizadores1.- Los elementos pueden transformar-se entre s.2.- Participan partculas del interior del ncleo del tomo

3.- Se liberan o absorben cantidades considerables de energa

4.- La velocidad de reaccin no se ve afectada por la presin temperatura o catalizadores

PROPIEDADES DEL NUCLEO

Tamao muy pequeo

Elevada densidad

Elevada energa

ESTABILIDAD NUCLEARLa relacin entre el nmero de protones y neutrones de los elementosLos nmeros mgicos (2, 8, 20, 28, 50, 82 y 126)tomos estables e inestablesTipo de radiacinMasa y energa. La teora de Einsten

ENERGA DE ENLACELa relacin entre el nmero de masa y la energa de enlace de las partculas que forman parte del ncleo atmico.

RADIACTIVIDAD

Tipo Smbolo IdentidadCargaVelocidadPenetracinBetaElectrn 1 90% veloc. de la luz De baja a moderada depende de la energaPositrnElectrn con carga positiva 1+ 90% veloc. de la luzDe baja a moderada depende de la energaAlfaNcleo de helio 2+ 10% veloc. de la luzBajaProtnNcleo de hidrgeno 1+ 10% veloc. de la luzDe baja a moderada depende de la energaNeutrnNeutrn 0 10% veloc. de la luzMuy AltaRayos GammaRad. Electro-magntica 0 veloc. de la luzAlta

DESINTEGRACION RADIACTIVA1)2)3)

BALANCE DE ECUACIONESAl balancear cualquier ecuacin nuclear se tiene que cumplir las siguientes reglas:El nmero total de protones y neutrones en los productos y reactivos debe ser el mismo (para conservar el nmero de masa).El nmero total de cargas nucleares en los productos y reactivos debe ser el mismo (para conservar el nmero atmico).Si se conocen los nmeros de masa y atmico de todas las especies excepto una, esta se puede identificar siguiendo estas reglas, por ejemplo:

TIEMPO DE VIDA MEDIALa velocidad de desintegracin es proporcional a la concentracin [A]Velocidad = k[A]

Integrando la expresin y reemplazando:A tiempo = 0 corresponde [A]0A tiempo = t corresponde [A]

SERIES DE DESINTEGRACION

DETECCION DE LA RADIACION

Contador Geiger Muller Contador de CentelleoMediante Fotografa

TRANSMUTACIONESRutherford bombardea ncleos de Nitrgeno con partculas alfa y produjo istopos de oxgeno:

De esta manera Frederick e Irene Juliot obtienen el primer elemento radiactivo por transmutacinEl fsforo 30 es radiactivo

TRANSMUTACIONESAceleradores linealesEl ciclotrnObtencin de elementos:

FISION NUCLEARLos istopos de algunos elementos con nmeros atmicos mayores a 80 pueden experimentar fisin, que es el proceso por el cual se dividen en ncleos de masas intermedias y emiten uno o ms neutrones, tal como se puede observar en el grfico.

REACTORES NUCLEARESComponentes de un reactor:Combustible Moderadores Varillas de control Sistema de enfriamiento Sistema de proteccin

LA BOMBA ATMICA

Masa crticaReaccin en cadena

FUSION NUCLEARSon reacciones en las cuales dos o ms elementos livianos se 'fusionan' para formar un elemento ms pesado y ms grande, liberando una gran cantidad de energa en este proceso. Un buen ejemplo es la fusin de dos istopos de hidrgeno 'pesado' (deuterio: H-2 y tritio: H-3) en el elemento helio que es una reaccin que se realiza a la ms baja temperatura (40000000K), estas temperaturas solo pueden obtenerse en sol y las estrellas.

APLICACIONESFechado RadiactivoMedicinaAgriculturaIndustria