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Química
ESPECTROS, ÁTOMOS Y NÚCLEOS
El núcleo atómico
- 3ª parte |
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La desintegración radiactiva
(continuación)
a desintegración radiactiva de una especie nuclear dada lleva
consigo la disminución del número de núcleos de esa especie presente en la
muestra.
La ley que rige este decaimiento radiactivo es de tipo exponencial y
viene dada por la ecuación:
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(16.15) |
donde No representa el número de núcleos
inicial de la especie considerada, N el número de núcleos al cabo de un tiempo t
y  es una constante
característica de cada isótopo radiactivo, llamada constante de desintegración,
que da idea de la probabilidad que tiene un núcleo de desintegrarse o
transformarse en otro en la unidad de tiempo. El ritmo de decrecimiento de N con
el tiempo se denomina actividad.
El periodo de semidesintegración T es otra magnitud que
caracteriza el comportamiento radiactivo de un isótopo. Se define como el tiempo
necesario para que el número de núcleos radiactivos de una muestra dada se
reduzca a la mitad. Su relación con la constante de desintegración
viene dada
por la ecuación T = 0,693/ y su valor puede variar desde una fracción de
segundo hasta cientos de años en función del núcleo considerado. La vida media
 es el valor promedio de la vida de los núcleos de una
especie radiactiva dada. Coincide con el inverso de la constante de
desintegración = 1/
Junto con la radiactividad natural debida a isótopos radiactivos
presentes en la naturaleza, es posible generar artificialmente núcleos
inestables bombardeando átomos con partículas de elevada energía. Tales
partículas pueden romper el núcleo atómico inicialmente estable dando lugar a
otros núcleos radiactivos. Estos procesos de transformación nuclear se conocen
como reacciones nucleares.
Los isótopos radiactivos tienen un elevado número de
aplicaciones en la industria, en la investigación física y biológica y en la
medicina. Así se recurre al análisis de un isótopo del carbono C14 para
determinar edades de restos fósiles; se utilizan isótopos radiactivos en
biología como elementos trazadores, que incorporados a moléculas de interés,
permiten seguir su rastro en un organismo vivo. Su empleo en radioterapia hace
posible el tratamiento y curación de diferentes tipos de enfermedades
cancerosas.
Aplicación de los conceptos
fundamentales de la desintegración
El periodo de semidesintegración T del 92U238 para la
desintegración es 4,5 · 109 años. Calcular: a) La constante de desintegración
.
b) La vida media. c) La actividad en desintegraciones por segundo de una muestra
que contiene un gramo de dicho isótopo. d) El número de núcleos de
92U238
existente en la muestra al cabo de un lapso de tiempo igual al periodo T.
a) La constante de desintegración
está relacionada con el
periodo T por la ecuación
Sustituyendo resulta:
Si se considera 1 año 31,5 · 106
s resulta:
b) La vida media es el inverso de la constante de
desintegración:
c) La actividad A representa el número de desintegraciones por
segundo y puede escribirse como el producto del número N de núcleos por la
probabilidad de que se desintegre uno de ellos en la unidad de tiempo que es
precisamente
.
Por tanto:
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A = N
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