Elementos Radioactivos

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Autor: Redacci√≥n ejemplosde.com, a√Īo 2020

La radiactividad es la emisión espontánea de partículas o radiación electromagnética, o ambas, desde un átomo que se encuentra inestable. La radiactividad natural ocurre cuando este átomo tiende a encontrar su estado estable, ya sea llegando a su regla del octeto o a una energía menor. Cuando se habla de radiactividad, pueden tratarse de átomos con una de dos características:

  • Se encuentra fuera de la banda de estabilidad.
  • Tiene más de 83 protones.

Tipos de radiación emitida

Los principales tipos de radiación que despide un elemento radiactivo son:

  1. Partículas α: las partículas alfa son núcleos de helio He. Dicho de otro modo, son 2 protones y 2 neutrones, resultando en la partícula He+2, con carga positiva +2.
  2. Partículas β: son electrones.
  3. Rayos γ: los rayos gamma son ondas electromagnéticas de longitud de onda muy corta (0.1 a 0.0001 nanómetros).
  4. Positrones: son partículas similares a los electrones, pero con carga positiva.
  5. Captura de electrones

Desintegración radiactiva

La desintegración radiactiva es una secuencia de reacciones en el núcleo de un átomo. Este despide una forma de radiación y se convierte en un isótopo más estable.

Estas reacciones pueden ser:

  • Emisión de partículas: provoca que su número atómico disminuya, y se convierte en el isótopo de otro elemento menos inestable.
  • Emisión de rayos: el átomo conserva su número atómico, pero ha despedido un poco de energía que lo volvía inestable.

En la desintegración radiactiva, un núcleo sigue varios pasos para convertirse en un átomo más pequeño y más estable. Es como un constante “desmenuzarse”. Por ejemplo, la serie de desintegración del uranio-238, un isótopo que se encuentra de forma natural en el mineral pechblenda U2O3, se produce en 14 pasos.

La serie de decaimiento del uranio-238 lo hace emitir partículas α para transformarse en torio-234; luego emitir partículas β para transformarse en paladio-234. Es importante poder balancear la reacción nuclear para cada una de las etapas de una serie de decaimiento radiactivo.

Uranio-238 --> Torio-234 + 4α

Y el siguiente paso se escribe:

Torio-234 --> Paladio-234 + 0β

El isótopo radiactivo inicial en las etapas de decaimiento radiactivo se llama progenitor, y el producto se conoce como hijo.

Bloque de elemento radiactivo

Datación mediante desintegración radiactiva

La vida media es el tiempo que tarda la mitad de la masa de un isótopo radiactivo en desintegrarse. Este tiempo es el parámetro que ayuda a determinar la antigüedad de algún artículo arqueológico, como un fósil o una vasija ancestral. Las vidas medias de los isótopos radiactivos se utilizan como “relojes atómicos”, para determinar la edad de ciertos objetos.

Datación con carbono 14

Cuando los rayos cósmicos bombardean al nitrógeno de la atmósfera, se genera el isótopo carbono 14:

714N + 01n --> 614C + 11H

El isótopo radiactivo del carbono-14 se desintegra de acuerdo con la siguiente ecuación:

614C --> 714N + -10β

Esta serie de desintegración radiactiva es el fundamento de la técnica de datación por carbono-14.

Datación con los isótopos de uranio-238

Algunos de los productos intermedios de la serie de decaimiento del uranio tienen vidas medias muy largas, por lo que esta serie resulta especialmente útil para estimar la edad de las rocas en la Tierra y de los objetos extraterrestres (que provienen del espacio).

La vida media para el primer paso (92234U a 90230Th) es 4.51*109 años, es decir, unas 20,000 veces mayor que el segundo valor más alto, que es 2.47*105 años, y que equivale a la vida media para la desintegración de 92238U a 90230Th.

El uranio emite un brillo verde

Por consiguiente, como una buena aproximación se puede suponer que la vida media de todo el proceso, es decir, desde el 92238U a 82206Pb se rige sólo por un paso:

92238U --> 8 2206Pb + 8 24α + 6 0-1β

t1/2 = 4.51*109 años

En los minerales naturales de uranio se deberían encontrar algunos isótopos de plomo-206 formados por el decaimiento radiactivo. Si se supone que el plomo no estaba presente cuando el mineral se formó y que este no experimentó cambios químicos que separaran el isótopo plomo-206 del uranio-238 progenitor, se puede estimar la edad de las rocas a partir de la relación de masas de 82206Pb a 92238U.

Datación mediante el uso de isótopos del potasio-40

Esta es una de las técnicas más importantes en Geoquímica. El isótopo radiactivo de potasio-40 se desintegra de distintas maneras, pero la más adecuada para datación es la desintegración por captura de electrones:

1940K + -10e --> 1840Ar

t1/2 = 1.2*109 años

La acumulación de un gas argón-40 sirve para estimar la edad de un espécimen. Cuando se desintegra un átomo de potasio-40 en un mineral, el argón-40 queda atrapado en la red del mineral y sólo puede liberarse si el material se funde. Éste es el procedimiento que se sigue en laboratorio para analizar las muestras de mineral.

La cantidad exacta de argón-40 que hay en la muestra se puede medir con un espectrómetro de masas. Con la relación de masas de argón-40 y de potasio-40 en el mineral, y la vida media de desintegración, es posible establecer la edad de las rocas que tienen entre millones y miles de millones de años.

Ejemplos de elementos radiactivos

  1. Potasio-40 (1940K)
  2. Carbono-14 (614C)
  3. Polonio-214 (84214Po)
  4. Polonio-218 (84218Po)
  5. Torio-234 (90234Th)
  6. Torio-230 (90230Th)
  7. Uranio-232 (92232U)
  8. Uranio-233 (92233U)
  9. Uranio-234 (92234U)
  10. Uranio-235 (92235U)
  11. Uranio-236 (92236U)
  12. Uranio-238 (92238U)
  13. Paladio-234 (46234Pd)
  14. Radio-226 (88226Ra)
  15. Radón-222 (86222Rn)
  16. Bismuto-214 (83214Bi)
  17. Plomo-214 (82214Pb)
  18. Astato-210 (85210At)
  19. Astato-218 (85218At)
  20. Neptunio-235 (93235Np)
  21. Neptunio-237 (93237Np)
  22. Plutonio-238 (94238Pu)
  23. Plutonio-239 (94239Pu)
  24. Plutonio-240 (94240Pu)
  25. Plutonio-241 (94241Pu)
  26. Plutonio-242 (94242Pu)
  27. Plutonio-244 (94244Pu)
  28. Americio-240 (95240Am)
  29. Americio-241 (95241Am)
  30. Americio-242 (95242Am)

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Citado APA: (A. 2013,05. Elementos Radioactivos. Revista ejemplosde.com. Obtenido 05, 2013, de https://www.ejemplosde.com/38-quimica/1713-elementos_radioactivos.html)

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