La radiactividad II

Pero ¿cuántos neutrones tengo que poner para tener un átomo determinado?

Si habéis cocinado alguna vez, sabréis que hay proporciones de ingredientes que deben ser las justas, y otros ingredientes que podemos utilizar en mayor o menor medida. Eso es lo que ocurre con los elementos. Un determinado elemento tiene siempre un número fijo de protones, pero el número de neutrones puede no ser fijo. Esta variabilidad de neutrones hace que dos núcleos de nuestro elemento con diferente número de neutrones pueda tener un comportamiento diferente.

A los elementos con igual número de protones, pero diferente número de neutrones se les denomina Isotopos. El añadir mas o menos neutrones a nuestro núcleo origina un cambio en las fuerzas que luchan en el interior del mismo, pudiéndolo volver inestable.

Isotopos del elemento Hidrógeno

Intentemos adelantarnos a lo que ocurre y supongamos que somos un alpinista empeñado en subir varios bultos a la cima de una montaña. Todos esos bultos los tenemos atados a nuestra espalda antes de iniciar la escalada. Nos damos cuenta de que pesan bastante, pero podemos con ellos ¡Quien dice que no puedo! Sin embargo, una vez empezada la escalada, no se puede abandonar.

Cuando llegamos a una travesía especialmente difícil, colgando en el vacío y tenemos que subir a pulso nos damos cuenta que es difícil porque ¡¡es tan pesada la carga!! ¿Qué haríamos? Si no podemos abandonar la escalada, y antes de morir en el intento, nos libraríamos de parte de la carga. Así podríamos seguir avanzando, pero con menor carga, y lograríamos escalar la montaña.

De igual forma pasa con el balance de fuerzas que se establece en el núcleo dependiendo del número de neutrones. Algunas combinaciones serán estables, si las fuerzas nucleares son mayores que las de repulsión electromagnética, mientras que otras no.

Estas últimas deberán alcanzar la estabilidad de alguna forma, ya sea emitiendo partículas, o emitiendo energía.

Esta emisión de energía o partículas es lo que llamamos radiactividad y fue descubierta por Becquerel en 1886. Existen cuatro tipos de radiaciones:

• Radiación Alfa: Son núcleos de Helio formados por dos protones y dos neutrones. Tienen carga positiva y debido a su masa, son poco penetrantes, por lo que una hoja de papel podría pararlos, aunque son muy peligrosas por ser muy ionizantes debido a su masa y a la energía que transportan. Cuando el núcleo de un átomo radiactivo emite una partícula alfa, se convierte en un elemento diferente (al perder 2 protones).

Radiación beta electrónica

Radiación beta positrónica

• Radiación Beta: Son partículas con masa similar al electrón producidas ya sea por la desintegración de neutrones que se encuentran en un estado excitado en los núcleos atómicos que se convierten en protones (electrones) como por la transformación de protones en neutrones con la emisión de positrones. Son menos intensas que las radiaciones alfa, pero al ser su tamaño mucho menor, su capacidad de penetración es mas elevada. Atravesarían el papel, pero no podrían atravesar una lámina de aluminio. Cuando el núcleo de un átomo radiactivo emite una partícula beta, se convierte en un elemento diferente (al ganar o perder un protón).

• Radiación Gamma: son de carácter electromagnético de alta energía, muy semejantes a los rayos X empleados en medicina, pero en este caso proceden de la desintegración nuclear de algunos elementos radiactivos. se genera cuando un átomo sufre una desintegración alfa o beta, proceso en el que el núcleo queda excitado y para conseguir su estabilidad emite energía.Al no tener masa ni carga, son bastante penetrantes, pudiendo atravesar tanto el papel como el aluminio con facilidad. Para frenarlas sería necesario un bloque de un material muy denso (plomo) de suficiente grosor. Cuando el núcleo de un átomo radiactivo emite radiación gamma, no se convierte en un elemento diferente (ya que no gana ni pierde protones).

• Radiación neutrónica: Son emisiones de neutrones, no tienen carga eléctrica y por ello son altamente penetrantes. No suelen producir ionización directa, pero originan ionización indirecta por reacciones de captura y generación de otro tipo de radiaciones.

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