Page 788 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada
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39.6  Radiactividad     769

                                  núcleos estables. Observe que los números de masa hacia el centro (50 a 80) tienen la energía
                                  de enlace más alta por nucleón. Los elementos que se encuentran entre A =  50 y A  =  80 son
                                  los más estables.


                                  Radiactividad

                                  La intensa fuerza nuclear mantiene a los nucleones unidos al núcleo, logra superar la fuerza
                                  de repulsión de Coulomb que ejercen los protones.  Sin embargo, el equilibrio de fuerzas no
                                  siempre se conserva, y algunas veces ciertas partículas o fotones son emitidos desde el núcleo
                                  de los átomos.  Se dice que dichos núcleos inestables son radiactivos y tienen una propiedad
                                  que se conoce como la radiactividad.
                                     Todos los elementos  que en su estado natural tienen números  atómicos mayores que  83
                                  son  radiactivos.  Esos  elementos  decaen lentamente  hasta  que  desaparecen  de  la Tierra.  El
                                  uranio  y  el  radio  son  dos  de  los  ejemplos  mejor  conocidos  de  elementos  naturalmente  ra­
                                  diactivos. Se han descubierto también algunos otros elementos que se presentan en su estado
                                  natural, los cuales son más ligeros y menos activos.
                                     Los  núcleos  inestables  también  se  producen  en  forma  artificial  como  subproductos  de
                                  los reactores nucleares, para ser estudiados en laboratorios o para otros propósitos. Además,
                                  algunos elementos se transforman en naturalmente radiactivos al bombardearlos con fotones
                                  de alta energía.
                                     Existen tres formas principales de emisión radiactiva del núcleo atómico:

                                  1. Partículas alfa (a). Una partícula alfa es el núcleo de un átomo de helio y consta de dos
                                     protones y dos neutrones. Tiene una carga de  +2e y una masa de 4.001506 u.  Debido a
                                     sus cargas positivas y a sus rapideces relativamente bajas  (~ 0 .1c), las partículas alfa no
                                     tienen gran poder de penetración.
                                  2. Las partículas  beta  (/3).  Hay  dos  clases  de  partículas  beta,  la  partícula  beta  negativa
                                     indicada  con  el  signo  menos  (j3~)  y  la  partícula  beta  positiva  (/3T).  La  partícula  beta
                                     negativa  es  simplemente  un  electrón  de  carga  —e  y  una  masa igual  a 0.00055  u.  Una
                                     partícula beta positiva, también llamada positrón, tiene la misma masa que un electrón,
                                     pero carga opuesta ( + <?). Estas partículas generalmente se emiten a rapideces cercanas a
                                                           la velocidad de la luz. Las partículas beta negativas son mucho
                                                           más penetrantes que las partículas alfa, pero las partículas beta
                                                           positivas  se  combinan  fácilmente  con  los  electrones;  por  esa
                                                           razón  puede  producirse  una  rápida  aniquilación,  tanto  de  los
                                                           positrones como de los electrones, con la correspondiente emi­
                                                           sión de rayos gamma.
                                                       3.  Rayos gamma  (y).  Un  rayo  gamma  es  una  onda  electromag­
                                                           nética de alta energía semejante al calor y a la luz, pero de una
                                                           frecuencia mucho  mayor.  Estos  rayos  no  tienen  carga o  masa
                                                           en reposo y representan la radiación más penetrante emitida por
                                                           elementos radiactivos.

                                                          Para comprender por qué se emiten estas formas de radiación,
                                                       es útil  analizar núcleos  que  son relativamente  estables. Al  graficar
                                                       el número de neutrones N  contra el número de protones Z para estos
                                                       núcleos estables se obtiene una relación aproximada que muestra la
                                                       figura 39.5.  Observe que los elementos ligeros son estables cuando
                                                       el cociente de Z entre N es cercano a 1. Se requieren más neutrones
                                                       para lograr estabilidad en los  elementos  más  pesados.  Las  fuerzas
                                                       nucleares  de  los  neutrones  adicionales  son  necesarias  para  equili­
                        Número atómico, Z              brar  las  grandes  fuerzas  eléctricas  resultantes  mientras  se  reúnen
          Figura 39.5  Comparación del número de neutrones como   más  protones.  Cuando  un  núcleo  se  desvía  mucho  de  la línea,  es
          función  del  número  atómico.  Observe  que  los  núcleos  de   inestable y emitirá alguna forma de radiación, y por tanto tenderá a
          mayor Z tienen la mayor proporción de neutrones.  lograr estabilidad.
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