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Química nuclear

Química nuclear
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Concepto:Es la rama de la química que estudio la parte intima de la materia y las reacciones en las cuales intervienen los núcleos de los átomos. Estudia los procesos y fenómenos de radiación nuclear ya sea provocada o espontánea.
Química nuclear. Rama de la química que se dedica a los cambios naturales y artificiales en los núcleos de los átomos y a las reacciones químicas de las sustancias radiactivas.

Descripción

La Química Nuclear, trata los cambios naturales y artificiales en los átomos, concretamente, en sus núcleos, así como también, las reacciones químicas de las sustancias que son radiactivas. La radiactividad natural es el modelo que más se conoce de la química nuclear. Dentro de ella se estudian los efectos que provocan sobre las sustancias, las emisiones radiactivas alfa, beta y gamma.

Radiactividad natural

La radiactividad natural es el ejemplo mas conocido de la química nuclear. Dentro de esta se consideran los efectos de las emisiones radiactivas (alfa, beta, y gamma) sobre las sustancias, incluyendo a los seres vivos .

Tipos de emisiones

Las sustancias radiactivas tienen núcleos no estables, y se transforman en otros núcleos radiando partículas alfa, beta o gamma.

  • Las partículas alfa: También conocidas como rayos alfa, son núcleos ionizados de He-4, esto quiere decir que no tiene los electrones que le corresponden. Están formados por dos protones y dos neutrones. Al faltar los electrones, la carga eléctrica es positiva.

Éste tipo de radiación, es característica de isótopos con un número atómico alto, como por ejemplo, el uranio, radio, torio, etc. Debido a la elevada cantidad de masa de dichas partículas, y gracias a que se emiten a gran velocidad (en torno a 107 m/s), al colisionar con la materia pierden poco a poco su energía, ionizándose de este modo los átomos, pudiendo frenarse con gran rapidez, pudiendo hacerlo incluso con el aire o el agua. Debido a este hecho, tienen poco poder de penetración, su interacción con el cuerpo humano, no tiene peligro, ya que no llegan a atravesar la piel, pudiendo ser absorbidos simplemente con una hoja de papel o una lámina de aluminio de 0.1 mm. de grosor.

  • Partículas beta: son electrones radiados a gran velocidad ( cerca de la velocidad de la luz), debido a tener menor masa que las partículas alfa, poseen mayor poder de penetración, pudiendo traspasar la piel del ser humano, pero no llegan a ser lo suficientemente penetrante como para ser absorbidas por los tejidos subcutáneos. Estas partículas pueden ser absorbidas por láminas de aluminio de 0.5 mm de grosor o por 1 cm, de agua.
  • Partículas gamma: Poseen la misma naturaleza que los rayos X, pero tienen una longitud de onda menor. Son radiaciones electromagnéticas con poder de penetración bastante alto, mucho más que las partículas alfa o beta, pudiendo atravesar sin problemas el cuerpo humano. Estas partículas pueden quedar frenadas con un espesor de 1 metro de hormigón o algunos cm. de plomo, debido a éste fuerte poder de penetración, cuando se trabaja con fuentes radiactivas como éstas debe utilizarse blindajes y protección adecuada.

Reacciones nucleares

Las reacciones nucleares implican variaciones de los átomos. Con técnicas exactas se puede hallar la masa de un núcleo atómico, que se encuentra formado por neutrones ( que llamamos N), y una cantidad de protones ( que llamamos Z). A los neutrones más los protones, se les conoce con el nombre de nucleones ( a los que asignaremos la letra A), es decir: A= N+Z También es posible aislar la masa del protón y la del neutrón, calculando la masa de cada uno por separado. Extrañamente la suma de ambas masas siempre es mayor que la suma de las masas de los nucleones que forman dicho núcleo. La masa que falta en estos núcleos se ha transformado en energía, lo explica así la famosa ecuación de Einstein: E= m.c^2 Einstein dice que la energía E, de un cuerpo se iguala a la masa m, por la velocidad de la luz al cuadrado C^2. Demuestra de este modo, que cuando desaparece una cantidad de masa, aparece la misma cantidad de energía. La energía que “ aparece”, se conoce como energía de unión. La energía de unión por nucleón, nos indica la cantidad de masa que perdió cada nucleón presente en el núcleo. Se conoce como la energía de unión, partida por el número de nucleones. La energía de unión por nucleón, no es idéntica para todos los elementos, siendo para los núcleos más ligeros , pequeña, y máxima para los núcleos medianamente pesados tipo hierro, pero torna a empequeñecerse con los núcleos más pesados , como los del plomo o el uranio. Esto prueba, que los núcleos más difíciles de disociar, son los núcleos medianamente pesados, por ejemplo, el hierro, debido a que su pérdida de masa por nucleón es más grande.

Las reacciones nucleares

Las reacciones nucleares son las transformaciones que tienen lugar en los núcleos atómicos, que consiste en juntar o separar nucleones. La energía que se libera en las reacciones nucleares se conoce como energía nuclear.

Debido a que las emisiones radiactivas son invisibles, se han debido desarrollar diferentes métodos para la detección de la radiación. Algunos de estos métodos son: Métodos fotográficos, fluorescente, cámaras de niebla, etc.

El uso de los reactores nucleares para generar electricidad, hace que la química nuclear sea una parte de la ciencia cada día más importante para la sociedad.

Fuentes