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RADIACTIVIDAD NATURAL 733
En el diagrama de Segrè, la bisectriz del cuadrante indica la posición de los núclidos con igual
número de protones y de neutrones; se observa que en los más ligeros la relación N/Z es muy pró-
xima a la unidad, pero a partir del Ca-40 (Z =20) esa relación aumenta hasta valer algo más de
1,5 en el Pb 208 (Z =82). La razón de este aumento del exceso de neutrones frente a protones es
que la fuerza nuclear es saturada mientras que la de repulsión coulombiana no lo es. Así, si se aña-
den a un núclido el mismo número de protones que de neutrones, esta última crece más rápida-
mente que la primera; por el contrario, una proporción mayor de neutrones supone fuerzas n-n y
n-p atractivas adicionales que sirven para compensar la repulsión creciente p-p.
Si clasificamos los núclidos estables atendiendo a si tienen Z y N par o impar, nos encontramos
con el siguiente resultado:
NúMERO DE
Z N A
NúCLIDOS ESTABLES
par par par 164
par impar impar 55
impar par impar 50
impar impar par 4
Resulta evidente que la configuración par-par es la más estable, mientras que la impar-impar es
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
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altamente inestable; esta última sólo se da en los cuatro núclidos ligeros: H, Li, B y N. Hay
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poca diferencia entre las configuraciones con número másico impar, y su estabilidad será interme- Fig. XXX-10. Desviación eléctrica
dia entre las dos citadas. de las emisiones de sustancias radio-
Señalemos para terminar, dos reglas deducibles de la Fig. XXX-9. Proposición de Mattauch: activas.
para un Z dado sólo puede haber con A impar un núclido estable. Reglas de Aston: los núclidos
con Z impar pueden tener dos isótopos estables, los de Z par pueden tener más de dos.
XXX 12. Radiactividad natural
La radiactividad es la emisión de partículas o fotones por núcleos inestables.
Es una propiedad de ciertos núcleos, que se presenta con independencia de que se hallen ais-
lados o estén rodeados de otros iguales o distintos.
Como se aprecia en el diagrama de núclidos estables (Fig. XXX-9), todos ellos se agrupan en
una franja estrecha. Existen además un gran número de núclidos (unas cinco veces más que los re-
presentados en la gráfica) cuya proporción N/Z no es la adecuada para una configuración estable,
son por tanto inestables o radiactivos; todos ellos tienden a aproximarse más o menos rápidamen- Fig. XXX-11. Desviación magnética
te a la zona de estabilidad, liberando ciertas partículas y cambiando así su relación N/Z. de las partículas emitidas.
Las partículas emitidas fueron observadas por primera vez por Becquerel en 1896 al compro-
bar que una placa fotográfica, dejada al lado de una muestra de sulfato de potasio y uranio, resul-
taba ennegrecida aún estando envuelta en papel para protegerla de la luz. Sus trabajos fueron se-
guidos por Pierre y Marie Curie, quienes, en 1898, aislaron el polonio y el radio, también produc-
tores de partículas que se llamaron a y b.
Desde ese momento el progreso fue rápido y se reconocieron prontamente los tres tipos bási-
cos de procesos radiactivos: la radiación a, la radiación g, y la radiación b, que comprende la emi-
+
sión de electrones (b ), la de positrones (b ) y el proceso llamado captura electrónica.
La naturaleza de las citadas radiaciones fue puesta de manifiesto con los dispositivos de las fi-
guras XXX-10 y XXX-11, utilizados por Rutherford, en los que se les somete a campos eléctricos y
magnéticos, y se mide el sentido y la magnitud de las desviaciones producidas. Las conclusiones
obtenidas se enumeran a continuación.
Las partículas a son núcleos de helio compuestos por dos protones y dos neutrones, que se
emiten con velocidades de unos 10 000 km/s (Fig. XXX-12). Cuando un núcleo emite una partí-
cula a se transforma en otro con 4 unidades menos de número másico y 2 unidades menos de nú-
mero atómico (Fig. XXX-13); por consiguiente, el «núcleo hijo» corresponde a un elemento quími-
co situado en el sistema periódico dos lugares antes que el «padre» (LEY DE SODDY). Fig. XXX-12. Desintegración alfa.
Las partículas b son electrones (si no se especifica signo se sobreentiende que se trata de b ); se
emiten en toda la gama de velocidades, pudiendo llegar a 0,9995 c. La emisión b lleva consigo,
como comentaremos más adelante, la transformación de un neutrón en protón, y el núcleo que
emite una partícula b mantiene su número másico y aumenta en una unidad su número atómico
(Fig. XXX-13); el nuevo elemento está en el lugar posterior al original en el sistema periódico (LEY
DE SODDY).
+
El positrón, b , es una partícula de igual masa que el electrón pero con una carga elemental
+
positiva; es la antipartícula del electrón. La emisión de una partícula b supone la transformación
de un protón en neutrón y, por tanto, el núcleo que la emite conserva el número másico y dismi-
nuye en una unidad el número atómico (Fig. XXX-13). El elemento resultante ocupa en el sistema
periódico el lugar anterior al elemento original.
La radiación g, que no es desviada por campos eléctricos o magnéticos, está constituida por fo-
tones muy energéticos, de frecuencia superior a la de los rayos X. Con la radiación g el núcleo no Fig. XXX-13. Leyes de Soddy.
