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8/15/2019 diapositivas_c23

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Química nuclear

Capítulo 23

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2/29

# $%

&umero !e masa

&umero at'mico(ím)olo !el elemento

Número Atómico *%+ nmero !e protones en el ncleo

Número de masa *$+ nmero !e protones nmero !e neutrones

nmero at'mico *%+ numero !e neutrones

$

%

/p/

/H/or

prot'n/n0

neutr'n0e-/

0β-/or

electr'n0e/

0β/or

positr'n1He2

1α2or

α partícula

/

/

/

0

0

-/

0

/

1

2

23./


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4alancean!o ecuaciones nucleares

/. Conser5ar el nmero !e masa *$+.6a suma !e protones m7s neutrones en los pro!uctos !e)e

ser igual a la suma !e protones y neutrones en los reacti5os.

/

n08239

:2 Cs/3;

99

/

n0 2

239 / /3; := 2?/

2. Conser5ar el nmero at'mico *%+ o carga nuclear.

6a suma !e las cargas nucleares en los pro!uctos !e)e serigual a la suma !e las cargas nucleares en los reacti5os.

/n08239:2 Cs

/3;99

/n0 2

:2 0 99 3> 2?0 23./


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@l 2/2Po se !escompone por emisi'n alpha. @scri)e

la ecuaci'n )alancea!a para 2/2Po.

1He21α2o6a partícula al"a -

2/2Po 1He $#;1 2 %

2/2 1 $ $ 20;

;1 2 % % ;2

2/2Po 1He 20;P);1 2 ;2

23./


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23./


6/29

@sta)ili!a! nuclear y !ecaimiento ra!ioacti5o

Aecaimiento )eta

/1C /1& 0β ν= > -/10B 10Ca 0β ν/: 20 -/

/

n/

p 0

β ν0 / -/

Aisminuye el !e neutrones en /

$umenta !e protones en /

Aecaimiento !el positr'n

//C //4 0β ν= 9 /3;B 3; $r 0β ν/: /; /

/p /n 0β ν/ 0 /

$umenta el !e neutrones en /

Aisminuye el !e protones en /

ν y ν tienen $ 0 y % 0 23.2


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Aecaimiento por captura !e electrones

$umenta el !e neutrones en /

Aisminuye el !e protones en /

@sta)ili!a! nuclear y !ecaimiento ra!ioacti5o

3> $r 0e 3>Cl ν/; />-/

99De 0e 99Mn ν2= 29-/

/

p

0

e

/

n ν/ 0-/Aecaimiento al"a

Aiminuye el !e neutrones en 2

Aisminuye el !e protones en 2

2/2Po 1He 20;P);1 2 ;2

Disi'n espont7nea

292C" 2/29In 2/n:; 1: 0 23.2


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nEp es muy gran!e

Aecaimiento )eta

#

nEp es muy peueFa

Aecaimiento !el positr'n o

por captura !el electr'n

23.2


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@sta)ili!a! nuclear

Cierto numero !e neutrones y protones son extra esta)les

n o p 2, ;, 20, 90, ;2 y /2=

Como nmeros e?tra esta)les !e electrones en gases no)les *e- 2, /0, /;, 3=, 91 y ;=+

6os ncleos ue tienen nmeros pares tanto !e protones yneutrones son m7s esta)les ue auellos con nmeros impares

To!os los is'topos !e elementos con nmeros at'micos mayores !e

;3, son ra!ioacti5os

To!os los is'topos !el Tc y !el Pm son ra!ioacti5os

23.2


10/29


11/29

@nergía !e uni'n nuclear por nucle'n 5s nmero !e masa

@sta)ili!a! nuclear

23.2

@nergía nuclear !e uni'n

nucle'n


12/29

CinKtica !el !ecaimiento

ra!ioacti5o

& hiLo

el.!ecai.-∆&

∆t el. !ecai. λ&

∆&

∆t λ&-

& &0e?p*-λ t + ln& ln&0 - λt

& nmero !e 7tomos al tiempo

t

&0 nmero !e 7tomos al tiempo t = 0

λ es la constante !e !ecaimiento

ln2

t N

λ

23.3


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CinKtica !el !ecaimiento ra!ioacti5o

O& O&0e?p*-λt + lnO& lnO&0 - λt

O & P

l n

O & P

23.3


14/29

Aatos !el ra!iocar)ono

/1& /n /1C /H> /=0

/1

C/1

& 0

β ν= > -/ t N 9>30 aFos

Aatos !el uranio-23;

23;8 20=P) ; 1α = 0β:2 -/;2 2 t N 1.9/ ? /0: aFos

23.3


15/29

Transmutaci'n nuclear

$celera!or !e partículas !e

Cyclotron

/1& 1α /> /p> 2 ; /

2> $l 1α 30P /n/3 2 /9 0

/1

& /

p//

C 1

α> / = 2

23.1


16/29

Transmutaci'n nuclear

23.1


17/29

Disi'n nuclear

23.9

2398 /n :0(r /13#e 3/n @nergía:2 913;0 0

@nergía Omasa 2398 masa n *masa :0(r masa /13#e 3 ? masa n + ? c2

@nergía 3.3 ? /0-//J por 7tomo !e 2398

2.0 ? /0/3 J por mol !e 2398

Com)usti'n !e / ton !e car)'n 9 ? /0> J


18/29

Disi'n nuclear

23.9

239

8 /

n:0

(r /13

#e 3/

n @nergía:2 913;0 0


19/29

Disi'n nuclear

23.9

La reacción nuclear en cadena es una secuencia !e

reacciones !e "isi'n nuclear autososteni!as

6a masa crítica es la masa mínima !e material "isiona)le

reueri!o para generar una reacci'n nuclear en ca!ena

autososteni)le

&o crítica

Crítica


20/29

Aiagrama esuem7tico !e un reactor nuclear

23.9


21/29

Pro!ucci'n anual !e

!esechos

23.9

39,000 tonela!as (2

1.9 ? /0= tonela!as C2

/,000 MR planta

termoelKctrica

3.9 ? /0=

"t3

ceniSas

/,000 MR planta

!e energía nuclear

Disi'n nuclear

>0 "t

!esecho

5itri"ica!o


22/29

23.9

Disi'n nuclear


23/29

La química en acción: el reactor !e "isi'n !e la

naturaleSa

8ranio natural

0.>202 Y 8-239 ::.2>:;Y 8-23;

Me!i!o en Zlo,


24/29

23.=

Dusi'n nuclear

2H 2H 3H /H/ / / /


25/29

23.>


26/29

23.>


27/29

Me!i!or Geiger-M[ller

23.>

@" t )i l' i ! l !i i'


28/29

23.;

@"ectos )iol'gicos !e la ra!iaci'n

Dosis de radiación absorbida *rad +

/ ra! / ? /0-9 JEg !e material

R oentgen eui5alente para el humano *rem+

/ rem / ra! ?


29/29

La química en acción: irra!iaci'n !e alimentos

Aosis @"ecto

m7s !e /00 Zilora!

Inhi)e el crecimiento !e retoFos en las papas, ce)ollas y aLos.

Inacti5a la triuina en el cer!o. Mata o pre5iene la repro!ucci'n!e insectos en granos, "rutas, y 5egetales cosecha!os.

/00 /000 Zilora!s

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