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736 EL NÚCLEO ATÓMICO
XXX 16. Período de semidesintegración y vida media
PERÍODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN, es el tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los
átomos de un elemento.
Si en la fórmula (4) hacemos N =N /2, se obtiene:
0
1 =e - tl 1 = e - tl 0 = ln T ln 2 0 693
,
2
2 Þ Þ 2 - Tl Þ = l = l
El período de los átomos radiactivos es muy variable de unos a otros; el período del U-238 es
de 4 470 millones de años, mientras que el del Po214 es de 1,64 ´10 4 segundos.
La VIDA MEDIA, n, de los átomos de una muestra es el tiempo de vida promedio de todos
ellos.
Aunque ya se ha dicho que la validez de los razonamientos está supeditada a la presencia de
un gran número de átomos, para obtener valores promedios podemos referirnos a un solo átomo
con la siguiente proporcionalidad directa:
fracción l de átomo" se desintegra en segundo1 U n V 1
1 átomo se desintegra en n W = l
que es la vida media de la muestra, relacionada con el período de semidesintegración por la ex-
presión:
1 T
n = =
l ln 2
XXX 17. Actividad. El curie
La ACTIVIDAD de una muestra radiactiva es el número de desintegraciones que se producen
en ella cada segundo.
Según lo visto en las cuestiones anteriores, para una muestra inicial dada, la actividad decrece
exponencialmente con el tiempo:
dN
A e
A =- =l N =l N e -l t Ù A 0 = l N 0 Þ A = 0 -l t
0
dt
La unidad de actividad es el becquerel (Bq), que corresponde a una desintegración por segun-
1
do: 1 Bq =1 s . Sin embargo, por resultar una unidad muy pequeña, en 1910 se adoptó como
unidad de actividad la de un gramo de radio, que corresponden a 3,62 ´10 10 desintegraciones
cada segundo y a la que se denominó curie (Ci). Actualmente se considera que:
Una muestra radiactiva tiene una actividad de un curie cuando experimenta 3,70 ´10 10
desintegraciones cada segundo.
Otra unidad, menos usada, es el rutherford: es la actividad de una muestra en la que se pro- MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
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ducen 10 desintegraciones por segundo. Por tanto: 1 Ci =3,70 ´10 rutherford.
XXX 18. Series radiactivas
Cuando un elemento radiactivo se desintegra puede ocurrir que el elemento hijo sea también
radiactivo, con lo que se desintegrará en otro, y así sucesivamente hasta que se produzca un ele-
mento estable. Según esto, en una muestra inicial pueden coexistir el elemento original y todos a
los que ha dado origen. Se llama FAMILIA o SERIE RADIACTIVA al conjunto de elementos ligados entre
sí por desintegración natural.
Puesto que las desintegraciones tienen lugar por emisión de partículas a o b, los números má-
sicos de los elementos de una serie difieren en múltiples enteros de cuatro. Existen en consecuen-
cia cuatro series radiactivas, que se clasifican como: 4n, 4n +1, 4n +2, 4n +3 donde n es un
número entero y la fórmula de la serie da el número de nucleones de sus elementos.
La serie 4n es la del torio 239 Th empieza en dicho elemento y acaba en el estable 208 Pb.
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La serie 4n +1 del neptunio, comienza en el 237 Np y acaba en el 209 Bi que tiene una actividad
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muy débil. Sus miembros no aparecen en minerales naturales porque todos ellos tienen períodos
de semidesintegración relativamente cortos (2 millones de años el neptunio de A =237).
La serie 4n +2, del uranio, empieza en el 238 U y llega hasta el 206 Pb; y la serie 4n +3 del
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actinio, que comienza con el 235 U acaba en el 207 Pb
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No todos los elementos radiactivos naturales pertenecen a una serie, existen algunos cuyo hijo
es estable y que permanecen activos por tener un período de semidesintegración muy grande. Un
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caso de emisor a de este tipo es el 147 Sm que se transforma en Nd estable, y que tiene un perío-
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do de 1,3 ´10 11 años. Casos de emisores b son el Rb (T =4,7 ´10 años) y el K (T =1,3 ´
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10 años), que es el único de cierta importancia por estar presente en un 0,01% en el potasio na-
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tural y ser este un elemento muy abundante en la corteza terrestre y en el cuerpo humano. Por de-
sintegración b produce 40 Ca.
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