04 marzo 2013

Transmutación nuclear

Consiste en obtener nuevos núcleos estables o inestables a partir de núcleos específicos (núcleos blancos), para ello se utilizan como “proyectiles” otros núcleos o partículas simples (neutrones, protones, deuterones, rayos alfa, etc..)

Figura: Esquema general de transmutación nuclear. Una partícula proyectil impacta en el núcleo blanco, este se desestabiliza y emite una partícula nuclear acompañada de energía, generándose luego un nuevo núcleo.

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La primera transmutación nuclear la realizó Ernest Rutherford en 1919, quien el bombardear gas nitrógeno con radiación alfa obtuvo un isótopo del oxígeno y protón. El proceso se representa mediante la siguiente ecuación nuclear:

4-3-2013 8.3.43 4

Luego en 1932, J. Chadwick descubrió el neutrón por transmutación de 4Be-9 á 5C-12 , para ello bombardeó una lámina de berilio con rayos alfa, la ecuación nuclear que representa dicho proceso es el siguiente:

4-3-2013 8.3.52 3

Posteriormente en 1934, Irene Curie descubrió la radioactividad artificial por transmutación de 13Al-27 á 15P-30 , cuya ecuación nuclear es:

4-3-2013 8.3.38 2

En 1937, C. Perrier y E. Segre lograron sintetizar el primer elemento artificial (tecnecio) al bombardear núcleos de molibdeno con deuterones, así:

4-3-2013 8.3.22 1

Por transmutación nuclear se han obtenido los elementos transuránidos, todos ellos son artificiales.

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Las partículas con carga ( + ) que actuan como “proyectiles”, como por ejemplo “α”, deuterón, protón y otros núcleos mas pesados, son acelerados en unos aparatos llamados ciclotrones; A las partículas negativas ( – ) se les acelera en betatrones; y a los neutrones no se les acelera, al contrario se les frena con parafina, agua pesada (D2O) o grafito, para que tengan energía cinética apropiada. Los neutrones veloces no producen ninguna alteración en el núcleo donde inciden.

Ejercicio

Determinar la partícula o núcleo desconocido (X) en las siguientes reacciones nucleares (se da la notación simplificada)

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Solución:

Hay que reconocer algunos símbolos como el deuterio (d) cuyo símbolo es:

4-3-2013 9.3.43 7

Para el protón (p) y la partícula alfa (α), sus símbolos:

4-3-2013 9.3.26 9

Primero debemos escribir la ecuación nuclear, luego balanceando número de masa  y número atómico identificaremos “X” en cada caso".

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VER INDICE DE QUIMICA NUCLEAR