Transcript La Radioactividad.ppt

La Radioactividad
Margarita Guzmán
Química
La radiactividad o
radioactividad
• Es un fenómeno físico natural, por el cual algunos
cuerpos o elementos químicos, llamados
radiactivos, emiten radiaciones que tienen la
propiedad de impresionar placas fotográficas,
ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar
cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc.
• Debido a esa capacidad se les suele denominar
radiaciones ionizantes (en contraste con las no
ionizantes).
• .
Las radiaciones emitidas
pueden ser:
- electromagnéticas, en
forma de Rayos X o Rayos
gama,
- corpusculares, como
pueden ser Núcleos de
Helio, Electrones o
positrones, Protones u
otras
Caracterización
• Es una propiedad de los isótopos que son
"inestables". Es decir que se mantienen en un
estado excitado en sus capas electrónicas o
nucleares, con lo que para alcanzar su estado
fundamental deben perder energía en forma
de emisiones electromagnéticas o en
emisiones de partículas
Esto se produce de la siguiente manera:
• Emitiendo rayos X: Cuando varía la energía de
sus electrones
• Emisión de rayo gamma: al variar la energía de
sus nucleones o
• Variando el isótopo: al emitir desde el núcleo
positrones, neutrones, protones o partículas
más pesadas, en varios pasos sucesivos, con lo
que un isótopo pesado puede terminar en uno
mucho más ligero, como el Uranio que con el
transcurrir de los siglos acaba convirtiéndose
en plomo.
Historia de la Radiación
• El fenómeno de la radiactividad se origina
exclusivamente en el núcleo de los átomos
radiactivos. Se cree que lo origina la
interacción neutrón-protón del mismo. Al
estudiar la radiación emitida por el radio se
comprobó que era compleja, pues al aplicarle
un campo magnético parte de ella se desviaba
de su trayectoria y otra parte no.
• Pronto se vio que todas estas
reacciones provenían del
núcleo atómico que describió
Rutherford en 1911, quien
también demostró que las
radiaciones emitidas por las
sales de uranio eran capaces
de ionizar el aire y de
producir la descarga de
cuerpos cargados
eléctricamente.
• En 1932 James Chadwick
descubrió la existencia
del neutrón que Pauli
había predicho en 1930, y
después Enrico Fermi
descubrió que ciertas
radiaciones emitidas en
fenómenos no muy
comunes de
desintegración eran en
realidad neutrones.
Rayos X
Wilhelm Röntgen,
en 1895 descubrió los Rayos X en
el recuadro de la foto aparece la
imagen de Rayos X que muestra los
huesos de la mano de su esposa,
incluso la sombra de su anillo, que
Röntgen logró obtener, una semana
después de su descubrimiento
Por ello recibió el premio Nobel de
Física en 1902
• El descubrimientos fue accidental mientras
estudiaba los rayos catódicos en un tubo de
descarga gaseosa de alto voltaje. A pesar de que
el tubo estaba dentro de una caja de cartón
negro, Roentgen vio que una pantalla de
platinocianuro de bario, que casualmente estaba
cerca, emitía luz fluorescente siempre que
funcionaba el tubo.
• Reemplaza entonces la pantalla fluorescente por
una placa fotográfica y obtiene de esta forma el
primer cuché radiológico, la primera radiografía:
los huesos de su dedo en claro sobre fondo
negro...Sin darse cuanta inventó las radiografías
• ¿Qué son esos rayos misteriosos que penetran la materia,
pero que se detienen ante los huesos? Röntgen no lo sabe,
lo único que sabe es que ha hecho un gran descubrimiento.
Repite una y cien veces los experimentos. Todo cuadra. Eso
es. Ha descubierto unos rayos nuevos.
• Roentgen llamó a los rayos invisibles "rayos X" por su
naturaleza desconocida. Posteriormente, los rayos X fueron
denominados rayos Roentgen en su honor.
• Despierta enseguida un enorme interés en toda Europa.
Sobre todo entre los médicos, porque en adelante
dispondrán de un medio de exploración del cuerpo
humano, técnica que explotan inmediatamente, 16 días
después ya se hizo la primera radiografía de los dientes de
una paciente.
Becquerel
• Desarrollo estudios analizando los efectos de la luz infrarroja
sobre substancias fluorescentes, como las sales de uranio.
• En 1896, y tras estudiar la producción de rayos X, descubrió de
modo accidental que ciertas sales de uranio emitían radiaciones
espontáneamente, al observar que velaban las placas fotográficas
envueltas en papel negro. Hizo ensayos con el mineral en caliente, en frío,
pulverizado, disuelto en ácidos y la intensidad de la misteriosa radiación
era siempre la misma, emitía radiaciones propias y espontáneas, a las
cuales llamó radioactividad.
• En 1900 halló que la radiación Beta está integrada por electrones
• En 1901 encontró que el radio se podía utilizar para destruir tumores ,
origen de la radioterapia.
• En 1903 por su descubrimiento de la radioactividad natural, compartió con
el matrimonio Curie el premio Nobel de la Física.
• Por tanto, esta nueva propiedad de la materia, llamada radiactividad, no
dependía de la forma física o química en la que se encontraban los átomos
del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad que radicaba en el
interior mismo del átomo.
Los Curie
Marie Curie junto a su esposo
Pierre, estudiaron diversos
minerales y se dieron cuenta
de que otra sustancia, el torio,
era "radiactiva", término de su
invención.
Demostraron que la
radiactividad no era resultado
de una reacción química, sino
una propiedad elemental del
átomo. El fenómeno de la
radiactividad era característico
de los núcleos de los átomos.
• En 1898 descubren dos nuevas sustancias
radiactivas: el radio y el polonio, mucho más
activas que el uranio.
• Pierre estudiaba las propiedades de la radiación, y
Marie intentaba obtener de los minerales las
sustancias radiactivas con el mayor grado de
pureza posible.
• Pierre probó el radio sobre su piel, y el resultado
fue una quemadura y una herida, pronto el radio
serviría para tratar tumores malignos. Era el
comienzo de las aplicaciones médicas que Mme.
Curie daría a la radiactividad.
• En 1903 recibieron el premio Nobel de física junto con
Becquerel por el descubrimiento de la radiactividad
natural. Al poco tiempo murió Pierre Curie en un
accidente debilitado como estaba por el radio.
• Marie siguió trabajando, investigando junto a
Rutherford, quien encontró que la radiación que
emitían las sustancias radiactivas, tenía tres
componentes que denominó: alfa, beta y gamma.
• Estudio el fenómeno de la radiactividad durante toda
su vida, en especial las aplicaciones médicas de la
radiactividad junto con los rayos X. Agotada, casi
ciega, los dedos quemados y marcados por el radio,
murió a los 60 años de leucemia en 1934.
Radioactividad Artificial
• Se produce la radiactividad inducida cuando se
bombardean núcleos estables con partículas apropiadas.
Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado
penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un
nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra
después radiactivamente.
• Fue descubierta por los esposos Jean Frédéric JoliotCurie e Iréne Joliot-Curie, bombardeando núcleos de
boro y aluminio con partículas alfa. Observaron que las
sustancias bombardeadas emitían radiaciones después
de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partículas de
bombardeo.
• En 1934 Fermi se encontraba en un experimento bombardeando
núcleos de uranio con los neutrones recién descubiertos. Es más, en
1939 demostraron que parte de los productos que aparecían al llevar a
cabo estos experimentos era bario. Muy pronto confirmaron que era
resultado de la división de los núcleos de uranio: la primera observación
experimental de la fisión. Jean Frédéric Joliot-Curie descubrió que
además del bario, se emitían neutrones secundarios en esa reacción,
haciendo factible la reacción en cadena.
• También en 1932 Marck Olophant teorizó sobre la fisión de núcleos
ligeros (hidrógeno), describiendo poco después Hans Bethe el
funcionamiento de las estrellas en base a este mecanismo.
• El estudio de la radiactividad permitió un mayor conocimiento de la
estructura del núcleo atómico y de las partículas subatómicas.
• Se abre la posibilidad de convertir unos elementos en otros. Incluso el
sueño de los alquimistas de transformar otros elementos en oro se hace
realidad, aunque no resulte rentable.
Aislando los elementos
Marie Curie halla muestras de pechblenda que producen mucha más
radiactividad de la que puede explicar su contenido en uranio y torio. Al
principio, cree haber cometido un error de medición y las repite hasta veinte
veces, pero la evidencia acaba por imponerse: hay en esas muestras
sustancias mucho más radiactivas que el uranio o el torio. Son sustancias
desconocidas, porque después de haber repasado todos los cuerpos
catalogados, Marie Curie no encuentra ninguno que desprenda tanta
radiactividad.
• 1898, se presenta en la Academia de las
Ciencias un informe de Marie Curie sobre sus
observaciones, en el que ha escrito: «Dos
minerales de uranio, la pecblenda (óxido de
uranio) y la calcolita (fosfato de cobre y de
uranilo), son mucho más activos que el propio
uranio. Se trata de un hecho notable» 1898
están seguros de haber aislado al menos un
elemento.
En honor a su país
de origen, Marie
Curie lo denomina
polonio. Se sitúa
en el puesto
número 84 de la
tabla periódica de
elementos
Avance en la comprensión
de la Materia
• El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la
física teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica.
• Como herramienta de investigación, los rayos X han permitido
confirmar experimentalmente las teorías cristalográficas. Utilizando
métodos de difracción de rayos X es posible identificar las
sustancias cristalinas y determinar su estructura.
• El descubrimiento de Röngen, que tiene lugar en 1895, produce una
cierta confusión. Se creía que Jean Perrin y Thomson habían
demostrado que los rayos catódicos estaban formados por
partículas y él demuestra que también hay ondas
• La radiactividad, no dependía de la forma física o química en la que
se encontraban los átomos del cuerpo radiactivo, sino que era una
propiedad que radicaba en el interior mismo del átomo.