Se llama cadena de desintegración al conjunto de los radioisótopos que se generan durante el proceso mediante el cual un isótopo radiactivo decae en otro isótopo (llamado hijo), y este a su vez decae o se desintegra en otro isótopo y así sucesivamente hasta alcanzar un isótopo estable. Estudiarás en esta tarea la cadena de desintegración del U-238.
En esta tarea aprenderás a:
Calcular el número de partículas subatómicas presentes en diferentes isótopos.
Determinar los números cuánticos de los electrones de un elemento químico.
Determinar la estabilidad de un isótopo a partir del defecto de masa por nucleón.
Escribir las ecuaciones de reacciones nucleares.
Estudiar la evolución temporal de la cantidad de sustancia radiactiva y determinarás el tiempo necesario para que se reduzca en un porcentaje determinado.
Distinguir los diferentes tipos de radiación.
Descripción de la tarea
Llamamos cadena de desintegración al conjunto de los radioisótopos que se generan durante el proceso mediante el cual un isótopo radiactivo decae en otro isótopo (llamado hijo) y este, a su vez, decae o se desintegra en otro isótopo y así sucesivamente hasta alcanzar un isótopo estable.
En la siguiente animación te mostramos una de las cuatro cadenas de desintegración naturales que existen, concretamente la del uranio. La animación te ofrece, rodeado por un círculo, un isótopo de la cadena al azar. Ten en cuenta que la imagen cambia al actualizar la página.
Captura la pantalla y trabaja siempre con ese isótopo.
Al final de esta página te ofrecemos datos que puedes necesitar a lo largo de la tarea. Adelante.
1. Determina cuántos protones, neutrones y electrones forman al isótopo de la cadena. Busca en internet qué otros isótopos de ese mismo elemento existen en la naturaleza y completa la siguiente tabla con el elemento radiactivo de la animación y otros dos de sus isótopos.
Isótopo
Protones
Neutrones
Electrones
2. ¿Cuál es la configuración electrónica de estos tres isótopos?
3. Sus propiedades químicas, ¿serán iguales o diferentes?
4. ¿Cuáles son los cuatro posibles números cuánticos del electrón diferenciador?
5. Calcula la energía (en julios) por nucleón de cada uno de estos isótopos e indica cuál de los tres es más estable. Usa los datos que te ofrecemos abajo y da los resultados con al menos 5 cifras decimales.
6. Consulta la animación y escribe las ecuaciones de dos reacciones nucleares diferentes en las que participe el elemento destacado. Explica qué tipo de radiación se emite en ambas reacciones y qué poder de penetración tienen.
7. Debajo del símbolo de cada isótopo radiactivo aparece el dato de su período de semidesintegración. ¿Cuánto vale en tu caso? ¿Qué significa ese valor?
8. Suponiendo que una dosis letal del isótopo que estamos estudiando, por ingesta para la especie humana, pesaría 20ng. ¿Cuántos átomos habría en una dosis letal?
9. ¿Cuánto tiempo habrá de pasar para que una muestra letal de dicho isótopo se reduzca al 10%?
10. Explica cómo se usa la desintegración nuclear para la datación en arqueología.
DATOS:
mp=1,00728 u ; mn=1,00867 u ; 1 u=1,66·10-27 kg ; c=3·108 m/s