CUESTIONARIO DE QUÍMICA RADIACTIVIDAD 1.- ¿Quiénes fueron los tres precursores de la radiactividad? Fue descubierta en 1896 por el físico francés Antoine Henri Becquerel quien observó que las sales de uranio podían ennegrecer una placa fotográfica aunque estuvieran separadas de la misma por una lámina de vidrio o de un papel negro. En 1898, los químicos franceses Marie y Pierre Curie dedujeron que la radiactividad es un fenómeno asociado a los átomos e independiente de su estado físico o químico. 2.- ¿Qué es la radiactividad? Es la desintegración espontánea de núcleos atómicos mediante la emisión de partículas subatómicas llamadas partículas alfa y partículas beta, y de radiaciones electromagnéticas denominadas rayos x y rayos gamma. 3.-¿Qué emisiones radiactivas emiten los elementos pesados o radiactivos? Alfa, Beta Beta y Gamma. Gamma. 4.-Caracterice las emisiones radiactivas. Alfa: Una partícula partícula alfa está formada por por dos protones protones y dos dos neutrones neutrones que actúan como como una única partícula. Son núcleos de átomos de helio. Cuando un núcleo radiactivo inestable emite una partícula alfa, éste se convierte en un núcleo de un elemento distinto. Sólo penetran unas milésimas de centímetro en el aluminio (tienen carga positiva). Beta: Las partículas beta positivas se llaman positrones, y las negativas electrones. Después de la desintegración, el núcleo del átomo contiene un protón más o menos, por lo que constituye un elemento nuevo, con número atómico distinto. Son casi 100 veces más penetrantes que las alfas (tienen carga negativa). Gamma: Los rayos gamma (fotones de alta energía) son emitidos por el núcleo de un átomo tras sufrir una desintegración radiactiva. La energía del rayo gamma (generalmente similar a la de los rayos X de alta energía) corresponde a la diferencia de energías entre el núcleo original y los productos de la desintegración. Cada isótopo radiactivo emite rayos gamma con una energía característica. Son mucho más penetrantes que los beta (son eléctricamente neutros). 5.-¿Qué es un positrón? Es una partícula elemental de antimateria con una masa igual a la del electrón y una carga eléctrica positiva igual en magnitud a la del electrón. A veces se llama al positrón "electrón positivo" o "antielectrón". Los pares electrón-positrón pueden formarse cuando rayos gamma de energías superiores a un millón de electronvoltios colisionan con partículas de materia. El proceso inverso de la producción de pares, llamado aniquilación, tiene lugar cuando un electrón y un positrón interaccionan destruyéndose mutuamente y produciendo rayos gamma. El primero en sugerir la existencia del positrón, en 1928, fue el físico británico P. A. M. Dirac, como consecuencia necesaria de su teoría de mecánica cuántica sobre el
movimiento de los electrones. En 1932, el físico estadounidense Carl Anderson confirmó experimentalmente la existencia del positrón 6.-¿Qué se entiende por núcleos estables? Son los que contienen un número par de protones y un número par de neutrones. 7.-¿Qué se entiende por núcleos inestables? Los núcleos inestables son los que contienen un número impar de neutrones y un número impar de protones; todos menos cuatro de los isótopos correspondientes a núcleos de este tipo son radiactivos. La presencia de un gran exceso de neutrones en relación con los protones también reduce la estabilidad del núcleo; esto sucede con los núcleos de todos los isótopos de los elementos situados por encima del bismuto en la tabla periódica, y todos ellos son radiactivos. 8.-Caracterice los elementos radiactivos. Tienen el núcleo inestable, emiten radiaciones y son de número atómico elevado. 9.-¿Qué condición se tiene que dar en el núcleo para considerarlos inestables? Deben tener un número de neutrones elevados en comparación con los protones y además el número debe ser impar. 10.-¿Qué determina el decaimiento radiactivo? Que al final del periodo de vida media, la mitad de la cantidad original del elemento radiactivo ha decaído; después de otro periodo igual, lo que quedaba se reduce de nuevo a la mitad, lo que reduce a una cuarta parte el total inicial, y así sucesivamente. 11.-Indique el concepto de vida media de los elementos radioactivos. Es el período de tiempo en que las masas originales de los elementos radiactivos se reducen a la mitad. Fórmula para calcular la vida media: 12.-¿A qué se llama energía nuclear? Es la energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superan con mucho a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo. La energía de cualquier sistema, ya sea físico, químico o nuclear, se manifiesta por su capacidad de realizar trabajo o liberar calor o radiación. La energía total de un sistema siempre se conserva, pero puede transferirse a otro sistema o convertirse de una forma a otra. 13.-¿Qué es una fisión nuclear? Es la división de un núcleo atómico en dos fragmentos de tamaño similar, acompañados de algunos neutrones y de gran cantidad de energía. 14.-¿Qué es una fusión nuclear?
Es una reacción nuclear, producida por la unión de dos elementos ligeros, sometidos a elevadas temperaturas, que da lugar a otro elemento más pesado, con gran desprendimiento de energía nuclear. 15.-¿Qué es una radiación? Es un proceso de transmisión de ondas o partículas a través del espacio o de algún medio; el término también se emplea para las propias ondas o partículas. Las ondas y las partículas tienen muchas características comunes; no obstante, la radiación suele producirse predominantemente en una de las dos formas. 16.-Indique que es una reacción en cadena. Es cuando la consecuencia de una primera reacción va provocando nuevas reacciones las que a su vez provocan otras reacciones y así sucesivamente. Un ejemplo de esto lo da el proceso de fisión, iniciado por la absorción de un neutrón en el uranio 235 libera un promedio de 2,5 neutrones en los núcleos fisionados. Estos neutrones provocan rápidamente la fisión de varios núcleos más, con lo que liberan otros cuatro o más neutrones adicionales e inician una serie de fisiones nucleares automantenidas, una reacción en cadena que lleva a la liberación continuada de energía nuclear. 17.-¿Cómo se genera una transmutación nuclear? En 1903, Rutherford y el químico y físico británico Frederick Soddy demostraron que la emisión de rayos alfa o beta provoca la transmutación del núcleo del elemento emisor en un núcleo de un elemento diferente. Poco después se comprobó que los procesos radiactivos son aleatorios y sólo pueden estudiarse desde un punto de vista estadístico: no existe ningún método para indicar qué núcleo de un átomo de un material radiactivo se desintegrará en un momento dado. Estos avances, además de llevar al modelo atómico de Rutherford y Bohr, también sugerían que los rayos alfa, beta y gamma sólo podían proceder de núcleos de átomos muy pesados. En 1919, Rutherford bombardeó núcleos de nitrógeno con partículas alfa y los convirtió en núcleos de hidrógeno y oxígeno, con lo que logró la primera transmutación artificial de elementos. 18.-¿En qué situación se habla de estabilidad nuclear? Cuando la proporción entre peso atómico (A) y número atómico (Z) se asemeja a 1. 19.-Indique beneficios y desventajas de la energía nuclear. Beneficios: reemplaza la mayoría de los combustibles fósiles cada vez más escasos , disminuye el coste de la electricidad, reduce la contaminación atmosférica y además su fuente de origen es casi inagotable ya que la fisión de 1 Kg de uranio 235 libera 18,7 millones de kilovatios hora en forma de calor. Desventajas: posee muchos riesgos radiológicos ya que los materiales radiactivos emiten radiación ionizante penetrante que puede dañar los tejidos vivos. La preocupación de la opinión pública en torno a la aceptabilidad de la energía nuclear procedente de la fisión se debe a dos características básicas del sistema. La primera es el elevado nivel de radiactividad que existe en diferentes fases del ciclo nuclear, incluida la eliminación de residuos. La segunda es el hecho de que los combustibles nucleares uranio 235 y plutonio 239 son los materiales con que se fabrican las armas nucleares.
