26 febrero 2013

Radioactividad

El fenómeno de la radioactividad fue descubierto en forma casual por el físico francés Henri Becquerel (1896) cuando estudiaba el fenómeno de la fluorescencia y fosforescencia, para saber que sustancias emitian o no Rayos X (descubiertos por Roentgen en 1895).

becquerel

HENRI BECQUEREL

Un dia Becquerel trabajaba con sal de uranio (llamada Plechbenda), que es una mezcla muy compleja (K2SO4 . UO2SO4 . 2 H2O , U3O8 y otros compuestos radio, uranio y polonio), observó que unas placas fotográficas protegidas con papel de color negro colocadas cerca al mineral quedaban veladas sin que sobre ellas actuara la luz. Repitió el experimento con mas cuidado y llegó a la conclusión que las sales de uranio emitían unos rayos invisibles (parecidos a los rayos X), los que causaron el velamiento de las placas.

Las placas mostraron también que ciertas zonas quedaban ennegrecidas con mayor intensidad que otras. ¿habría otros elementos similares al uranio, pero mas radioactivos? Para responder a esta pregunta, Becquerel encomendó el resto de experimentos a sus ayudantes, la joven polaca Marie Curie y su esposo Pierre Curie, quienes luego de análisis complejos comunicaron en 1898 el hallazgo de dos nuevos elementos radioactivos: el polonio (Po) y el radio (Ra).

Los esposos Curie llevaron a cabo un análisis químico sistemático de una solución de plechbenda en ácido nítrico mediante el proceso de precipitación: la solución de plechbenda en ácido diluido era tratada con sulfuro de hidrógeno. Así el uranio y las trazas de torio permanecía en la solución y las impurezas (Pb, Bi, Cu, As y Sb) precipitaban; el precipitado mostraba una fuerte radioactividad. Luego, los sulfuros de arsénico y antimonio se disolvian en una solución que contenía azufre y sulfuro de amonio, al final quedaron sulfuros insolubles de PB, Bi y Cu. Luego separaron la muestra de bismuto que mostraba una fuerte radioactividad (400 veces mayor a la de una masa similar de uranio) concluyeron así que la sustancia extraida de la plechbenda contiene un metal desconocido, similar al bismuto en sus propiedades analíticas, este nuevo elemento se llamó Polonio (Po).

Luego por separación química de las impurezas de la plechbenda, se encontró una segunda fuertemente radioactiva. Este nuevo elemento se llamo radio (Ra). El radio es 300000 veces mas radioactivo que el uranio.

En 1902, Marie Curie consiguió aislar 0.1 gramo de radio puro a partir de una tonelada de Plechbenda traidas de las minas situadas en Austria.

Ernest Rutherford en 1899 demostro que los elementos radioactivos emiten radiaciones alfa (α) y beta (β). El cientifico Paul Villard identificó un tercer tipo de radiación: gamma (γ).

Figura: Los tres tipos de radiaciones que emite una sustancia radioactiva:

experimento radiaciones

Bajo la influencia de un campo eléctrico, los rayos alfa se desvían hacia el polo negativo, por lo tanto deben estar constituidas de carga positiva.

Los rayos beta se desvían mas que los rayos alfa, pero hacia el polo positivo, por lo tanto deben estar constituido por partículas de carga negativa y de menor masa que los rayos alfa.

Los rayos gamma no sufren ninguna desviación, es energía pura, tipo rayos X, pero de mayor frecuencia y por tanto mas penetrante.

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