12s-decaimiento radiactivo

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FISICA NUCLEAR: Desintegracion radiactiva Lic. Fis Jorge Huayta

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FISICA NUCLEAR:

Desintegracion radiactiva

Lic. Fis Jorge Huayta

Page 2: 12s-decaimiento radiactivo

Estructura atomica y nuclear

Page 3: 12s-decaimiento radiactivo

• Energía de enlace es la energía

necesaria que debe suministrarse a un

nucleo para descomponerlo en todo sus

nucleones por separado .

• se manifiesta como perdida de masa

Energia de enlace: Perdida de masa

La enorme energia que se desprende en un reactor nuclear o bomba

nuclear corresponde a esta energia

2)( cmE

Δm = suma de masa de nucleones por separado – masa real del nucleo

El grado de estabilidad de un nucleo se puede medir por su energia de

enlace por nucleon

Δm es la perdida de masa definida

como:

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Fis JORGE HUAYTA

Nucleos estables en funcion del

numero de protones y neutrones

Page 5: 12s-decaimiento radiactivo

Fisión nuclear

La fisión nuclear, es una reacción nuclear donde un núcleo pesado se

divide en otros dos más livianos al ser bombardeado con neutrones. En

el proceso se liberan más neutrones. La diferencia de masa ´de

elementos hijos y elemento original, se libera como energía cinética de

los núcleos producidos en la fisión. (E = mc2)

Page 6: 12s-decaimiento radiactivo

Fusión nuclear

Es la unión de dos núcleos livianos para formar otro más pesado. Para

conseguirla hay que dotar al sistema de energía cinética suficiente para

vencer repulsiones y acercar los núcleos a distancias donde puedan

actuar las fuerzas nucleares de corto alcance.

Page 7: 12s-decaimiento radiactivo

El atomo

Page 8: 12s-decaimiento radiactivo

El Atomo

Mas de 200 prrticulas subatomicas han

sido descubiertas, detectados por

sofisticados aceleradores de particulas.

Muchos de estos no son fundamentales y

estan compuesto de otras particulas mas

simples. Rutherford demostro que el

atomo contiene un nucleo y electrones

orbitandolo. Postermente los fisicos

demostraron que el nucleo esta compuesto

de neutrones y protones.

Eventualmente se demostro que protones

y neutrones estan hechos de quarks.

Page 9: 12s-decaimiento radiactivo

Propiedades fundamentales

Masa (kg)

Carga (C) +1.6x10-19 0 -1.6x10-19

Masa (u, uma) 1.007276 1.008665 0.0005486

El nucleo consiste de neutrones y protones que colectivamente se señalan como

nucleones. Podemos representar el numero de neutrones, protones y electrones del

atomo usando el simbolo quimico de los elementos.

Page 10: 12s-decaimiento radiactivo

Hallar el orden de magnitud del: ¿numero de protones en su cuerpo? ¿numero

de neutrones?, ¿numero de electrones? Considere que su masa es

aproximadamente igual a 70 kg.

Ejercicio:

Cuantos protones hay en su cuerpo

Solucion Un nucleo de hierro (en la hemoglobina) tiene mas neutrones que

protones (p. ej 26 protones y 30 neutrones), pero en una molecula de agua hay

8 neutrones y 10 protones, es decir mas protones que neutrones, por lo que

consideraremos que los protones y neutrones son aproximadamente igual de

numerosas en su cuerpo, por tanto cada uno (protones o neutrones) contribuye

con 35 kg a la masa corporal de 70 kg, asi:.

que es la misma cantidad de neutrones y tambien de electrones

protones 10)kg 101.67

nucleon 1(35 28

27-

kgN

Page 11: 12s-decaimiento radiactivo

El nucleo

Page 12: 12s-decaimiento radiactivo

El Nucleo

En el nucleo residen protones y neutrones. Al romperse pueden

causar una gran liberacion de energia.

Page 13: 12s-decaimiento radiactivo

Algunas propiedades del nucleo

• Todo los nucleos estan compuesto de protones y neutrones

• Excepto el hidrogeno con solo un proton • El numero atomico, Z, igual al numero de protones en el nucleo

• El numero neutron, N, is el numero de neutrones en el nucleo

• El numero masa, A, is the numero de nucleones en el nucleo

– A = Z + N

– Nucleon es un termino usado para referirse a un proton o a un neutron

– El numero masa no es lo mismo que la masa

• Notacion

• Ejemplo:

– Numero masa es 27, Numero atomico es 13

– Contiene 13 protones y 14 (27 – 13) neutrones

XA

Zdonde X es el simbolo quimico del elemento

Al27

13

Page 14: 12s-decaimiento radiactivo

Unidad de masa atomica, (o peso atomico) uma, u

Definicion: 1 uma = 1/12 de la masa del 12C.

1 uma =1.6610-27 kg ¡muy pequeño!

Número de átomos: Número de Avogadro (NA), que equivale a 6,0228 x 1023

Un mol de átomos contiene 6,0228 x 1023 átomos,

Un átomo de carbono 12 pesa 1,993x1023 g y tiene 12 uma.

por tanto: 1 uma. = 1,66x10-24 g

Masa atomica y unidades de energia

electron voltio (eV) Energia que adquiere un electron cuando la

diferencia de potencial es de 1 voltio

1 eV = 1.602 x 10-19J

1 MeV = 106 eV = 1.602 x 10 -13J

1 amu = 931.5 MeV/c2

Page 15: 12s-decaimiento radiactivo

Ejemplo: para el Helio, de peso atomico Pat igual a 4,0026

2310 505,1/. xPNgatomosNro

at

A

2410 646,6 / xatomogramosNP

A

at

2310 009,3.

/ . xZ

gelectronesNroP

Nat

A

Cantidades de interes 1 g-atomo de cobalto-60 hay 60 g de cobalto-60 o en

60 g de cobalto-60 existe un numero avogadro (NA) de

atomos.

Page 16: 12s-decaimiento radiactivo

1. Calcular el numero de atomos en 1g de Ra-226

2. Determinar a condiciones normales cuanto pesa 10

ml de I-131

Ejercicio

Page 17: 12s-decaimiento radiactivo

at

A

P

Ngdeatomosnro /.

2123

1066,2226

1002,6/. x

xgdeatomosnro

Solucion

1.

Page 18: 12s-decaimiento radiactivo

Tabla. Carga y masa de las partículas

Partícula

Masa

Carga

gramos

uma

Coulomb

Carga Unitaria

Electrón

9,10939x10-28

0,00055

- 1,6022x10-19

-1

Protón

1,67262x10-24

1,00727

+ 1,6022x10-19

+1

Neutrón

1,67493x10-24

1,00866

0

0

Page 19: 12s-decaimiento radiactivo

Leyes de conservación

Para cualquier reacción nuclear, existen tres leyes de

conservación que se deben obedecer:

Conservación de carga: La carga total de un sistema no

puede ni aumentar ni disminuir.

Conservación de nucleones: El número total de nucleones en

una reacción no debe cambiar.

Conservación de energía de masa: La energía de masa total

de un sistema no cambia en una reacción nuclear.

Page 20: 12s-decaimiento radiactivo

Clases y Tipos de radiacion

Page 21: 12s-decaimiento radiactivo

Dos categorías: No Ionizantes y, Ionizantes

1. Radiación No Ionizante (No pueden ionizar la

materia).

2. Radiación ionizante ( pueden ionizar la materia

directa o indirectamente)

Clasificacion de la radiacion

Page 22: 12s-decaimiento radiactivo
Page 23: 12s-decaimiento radiactivo

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Tipos de radiactividad

Page 24: 12s-decaimiento radiactivo

Radiactividad

• Un nucleo inestable se desintegra y emite radiaciones.

• Tres tipos de radiaciones naturales pueden ser emitidas

– Particulas Alfa

• Las particulas son nucleos de4He

– Particulas Beta

• Las particulas son electrones o positrones

– Un positron es la antiparticula del electron, similar al

electron excepto por su carga +e

– Rayos Gamma

• Los “rayos” son fotones muy energeticos

Page 25: 12s-decaimiento radiactivo

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particulas a: nucleos 24He

particulas β- : electrones

fotones γ : (mas energeticos que rayos-X) penetrante!

Tipos de Radiactividad

Facilmente detenidos

Detenidos por metal

Fuente radiactiva

Campo B

hacia el

screen

detector

Page 26: 12s-decaimiento radiactivo

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Desintegracion Alfa

Page 27: 12s-decaimiento radiactivo

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Decaimiento alfa

• Cuando un nucleo emite una particula alfa pierde dos protones y dos neutrones

– N disminuye en 2

– Z disminuye en 2

– A disminuye en 4

• Simbolicamente

X es llamado nucleo padre

Y es llamado nucleo hija

HeYX 4

2

4A

2Z

A

Z

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Emision de la particula Alfa (a )

He Th U 4

2

234

90

238

92

Notese ambos lados iguales

en masa y numero atomico

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Decaimiento Alfa (a)

• Tipico de elementos con Z grande

• La razon n/p aumenta

Ejemplo:

92U238 90Th234 + 2a

4

n/p=1.59 n/p=1.60

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Desintegracion Beta

Page 31: 12s-decaimiento radiactivo

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Desintegracion Beta

• Durante el decaimiento beta, el nucleo hijo tiene el mismo numero de nucleones como el padre, pero el numero atomico varia en uno (aumenta o disminuye)

• Ademas, se observara un electron o positron

• La emision del electron surge del nucleo

– El proceso ocurre cuando un neutron se transforma en un proton y un electron

– La Energia se conserva

Page 32: 12s-decaimiento radiactivo

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Decaimiento Beta

• Simbolicamente

es el simbolo del neutrino

es el simbolo del antineutrino

En resumen, en el decaimiento beta, se emiten los siguientes pares de particulas

Un electron y un antineutrino

Un positron y un neutrino

eYX

eYX

A

1Z

A

Z

A

1Z

A

Z

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Emision de particula Beta (b )

e PaTh

e pn

0

1-

234

91

234

90

0

1-

1

1

1

0

Page 34: 12s-decaimiento radiactivo

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Emision del Positron (+e o β+)

e MgAl

e n p

0

1

26

12

26

13

0

1

1

0

1

1

(electron con carga positiva

es decir, anti materia)

Se considera al decaimiento -1β0 como conversion

de un neutron a un proton mas un electron.

Page 35: 12s-decaimiento radiactivo

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Decaimiento Beta (-1b0)

Se emite una particula b

La razon n/p (neutron/proton: N/Z)

disminuye.

Ejemplo:

90Th234 91Pa234 + -1b0

n/p=1.60 n/p=1.57

Page 36: 12s-decaimiento radiactivo

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Emision de positrones b

En el decaimiento se emite una particula -1b0.

Emision de Positron significa la emision de una particula +1b

0.

Un positron es una forma de antimateria:

7N

13 6C13 + +1b

0

n/p=0.86 n/p=1.17

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Desintegracion gamma

Page 38: 12s-decaimiento radiactivo

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Decaimiento Gamma • Rayos gamma se emiten cuando un nucleo excitado “cae”

a un estado de energia mas bajo

– Similar al proceso del “salto” a un estado de energia mas bajo y

emitiendo fotones

• El estado nuclear excitado resulta de los “saltos” hechos

por un proton o neutron

• El estado nuclear excitado sera el resultado de la violenta

colision o probable emision alfa o beta

• Ejemplo de secuencia de decaimiento

– El primer decaimiento es una emision beta

– El segundo paso es una emision gamma

– C* indica que el nucleo de Carbono esta en un estado excitado

– La emision gamma no cambia ni A ni Z.

C*C

e*CB

12

6

12

6

12

6

12

5

Page 39: 12s-decaimiento radiactivo

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Emision de rayos Gamma (), el atomo es

radiactivo

Th Th 230

90

m230

90

m significa que este es un estado metastable

El rayo es una radiacion electromagnetica

p.ej. fotones.

Page 40: 12s-decaimiento radiactivo

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Ejercicios

Page 41: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

92238U 90

234 Th aa: ejemplo 24He adonde

b: ejemplo

Reglas de decaimiento

1) Numero de nucleones se conserva.

2) Numero Atomico (carga) se conserva.

3) Energia y momentum se conservan.

: ejemplo 0

0

* PP A

Z

A

Z

1) 238 = 234 + 4 Nro.de nucleones se conserva

2) 92 = 90 + 2 Se conserva carga

e0

1

1

1

1

0 pn

Necesario para

conservar energia y

momentum.

0

0

Page 42: 12s-decaimiento radiactivo

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Un nucleo experimenta decaimiento a. Cual de los

siguientes enunciados es FALSO?

1. Numero nucleonico disminuye por 4

2. El numero de neutrones disminuye por 2

3. La carga en el nucleo aumenta por 2

Ejercicio

Page 43: 12s-decaimiento radiactivo

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b El nucleo experimenta decaimiento β-

90234 Th

Diga si es cierto:

1. El numero de protones en el nucleo hijo aumenta en

uno.

2. El numero de neutrones en el nucleo hijo aumenta en

uno.

Ejercicio

Page 44: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Ejercicio: Decaimiento

¿Cual de los sgtes. decaimientos NO esta

permitido?

HePbPo 4

2

210

82

214

84

92238U 90

234 Th a

0

0

0

1

40

20

40

19 pK

e

NC 14

7

14

6

1

2

3

4

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Funcion decaimiento

Page 46: 12s-decaimiento radiactivo

Decaimiento radiactivo

• Radiactividad es la espontanea emision de radiacion

• Experimentos sugieren que la radiactividad es el resultado

del decaimiento, o desintegracion de nucleos inestables.

Page 47: 12s-decaimiento radiactivo

Decaimiento radiactivo: Funcion decaimiento

Page 48: 12s-decaimiento radiactivo

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Constante de desintegracion

Page 49: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Constante de decaimiento λ

• El numero de desintegraciones. –ΔN, donde N es el numero de nucleos

sin desintegrarse, y el signo menos porque la desintegracion supone

una disminucion de N, es proporcional al numero de nucleos sin

desintegrar, N(t), y al intervalo de riempo Δt

• Por tanto, el numero que decae ∆N es proporcional al numero N que

tenemos en el presente

• A mayor ∆t, mayor es el numero de nucleos que decaen

N Nt

N Nt

Page 50: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Constante de decaimiento

Significa que la tasa de decaimiento ∆N/∆t de un

material radiactivo depende solo de dos cosas:

• la cantidad N y,

• el tipo λ del material radiactivo (o isotopo).

La tasa de decaimiento NO depende de la

temperatura, presion, composicion quimica, etc.

tNN

Page 51: 12s-decaimiento radiactivo

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Constante de decaimiento λ

Determina la tasa ∆N/∆t a la cual la materia decae

A mas grande λ, los nucleos decaen mas rapido y son mas altas las probabilidades de decaimiento en un intervalo de tiempo.

λ es una constante que depende del isotopo particular

Nt

N

Page 52: 12s-decaimiento radiactivo

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Decaimiento

Al resolver la ecuacion diferencial para N(t):

teNtNtN

N

dtN

dNN

dt

dN

0

0

)(ln

dt

dN

t

N

Page 53: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA time

Funcion Decaimiento

Page 54: 12s-decaimiento radiactivo

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Actividad

Page 55: 12s-decaimiento radiactivo

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Tasa de decaimiento o Actividad

Al numero de decaimientos por segundo se denomina

actividad de la muestra N/t

t

NA

tNN

NA

N es el numero de isotopos radiactivos presentes y el signo

(-) significa que dN/dt esta decreciendo.

Page 56: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Actividad

Podemos resolver la ecuacion diferencial

Lo que significa, que la actividad tambien

decrece exponencialmente con el tiempo.

tt eAAeNNdt

dNA 00

dt

dN

t

N

Page 57: 12s-decaimiento radiactivo

Unidades de Actividad

MKS: Becquerel: 1Bq = 1desintegraciones/s

1kBq = 1000 Bq

1MBq = 1000000 Bq

Curie = Ci

1mCi = 0.001 Ci

1mCi = 0.000001 Ci

1 mCi = 37 MBq

Page 58: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Vida media

Page 59: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Si iniciamos p.ej. con 2000 nucleos, la progresion a traves de varias vidas medias

sera: 2000, 1000, 500, 250, 125, …

La tasa disminuye en el mismo modo, 1000, 500, 250, 125, …

Vida Media T1/2

Page 60: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Vida Media T1/2 (Periodo de semidesintegracion)

La vida media de un isotopo radiactivo, es el tiempo

transcurrido para que el isotopo decaiga en ½ de su cantidad

original.

693.0693.0

2

1ln

2

1

2/12/1

2/1

00

2/12/1

TT

TeeN

N

A

A TT

Nota:

“vida promedio-τ o vida media-τ es la inversa de la constante de

desintegración

1

Page 61: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Vida Media efectiva Teff (Periodo de

semidesintegracion efectiva)

Teff en el cuerpo depende del biológico Tb y del físico Tf:

fbeff TTT

111

Cuando se introduce un radioisotopo en el organismo, es eliminado por

diversos procesos biologicos, esto reduce el periodo de semidesintegracion

efectivo

Si definimos el periodo de semidesintegracion biologico Tb como el tiempo

requerido para que el organismo por si solo, reduzca a la mitad el numero de

nucleos radiactivos introducidos en el.

En el organismo el numero de nucleos activos disminuye debido a los

mecanismos paralelos dev eliminacion biologica y de desintegracion fisica

Page 62: 12s-decaimiento radiactivo

Vidas Medias de algunos nuclidos

Page 63: 12s-decaimiento radiactivo

Algunos núclidos o isótopos radiactivos, sus vidas medias y sus aplicaciones

médicas como marcadores en el cuerpo humano.

Núclido Vida media Área del cuerpo que se estudia

131 I 8.1 días Tiroides

59 Fe 45.1 días Glóbulos rojos

99 Mo 67 horas Metabolismo

32 P 14.3 días Ojos, hígado, tumores

51 Cr 27.8 días Glóbulos rojos

87 Sr 2.8 horas Huesos

99 To 6.0 horas Corazón, huesos, hígado, pulmones

133 Xe 5.3 días Pulmones

24 Na 14.8 horas Sistema circulatorio

Page 64: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Ejercicios

Page 65: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

1. Cual es la Actividad de 1g de Ra-226 (T1/2 = 1622 años)

2. Calcular la constante de decaimiento para Cobalto-60 (T1/2 =

5,26 años) por mes

3. Cual es la actividad de 6000 Ci de Co-60 despues de 4 años

Ejercicios

Page 66: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Solucion

1.

sxañosxxañosT

/10356,1)/1015,3()1622(

693,0693.0 11

7

2/1

dpsxxxActividad 1121 10356,11066,2

gCisBqx / 975,0/1061,3 10

Page 67: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

N

t N

si el numero de nucleos radiactivos presentes es

cortado por la mitad,¿en cuanto cambia la actividad?

1 resulta el mismo

2 es cortado por la mitad

3 se duplica

Nro de nucleos

presentes

Constante decaimiento

Decaimiento por segundo, o

“actividad”

Ejercicio

Page 68: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Ejercicio

N

t N

Nro de nucleos

presentes

Constante de decaimiento

Decaimiento por

segundo, o “actividad”

Empieza con 16 atomos de 14C. Despues de 6000

años, solo quedan unicamente 8. ¿Cuantos quedaran despues de otros 6000 años?

1) 0 2) 4 3) 8

Page 69: 12s-decaimiento radiactivo
Page 70: 12s-decaimiento radiactivo
Page 71: 12s-decaimiento radiactivo

Dosis

• La dosis absorbida D es la energía absorbida por unidad de masa.

• La unidad de dosis absorbida es el (Gy). 1 Gy = J/kg = 100 rad.

• La dosis equivalente H vale H = QD, siendo Q el factor de

calidad.

• La dosis equivalente se mide en (Sv). 1 Sv = 100 rem.

• La dosis de radiación D emitida por una muestra es:

R depende del tipo de radiación y suele medirse en mGy m2/(h MBq).

Para Co-60: R=0,36 mGy m2/(h MBq).

2r

tARD

Page 72: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Deteccion de las radiaciones

Page 73: 12s-decaimiento radiactivo

Principio de detección La detección de radiación basicamente se basa en la generación de

pares ionicos en un gas, producto de la interacción de la radiación en el

medio contenido en el detector

Page 74: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Detectores Gaseosos

Aire u otro gas

Dispostivo de

Medicion de

corriente

Electrica

Radiacion

Ionizante

Incidente +

-

Catodo -

Anodo +

+ + +

- - -

+ -

Fuente de Voltaje

Page 75: 12s-decaimiento radiactivo

Detectores Gaseosos

Entre los detectores gaseosos, se tienen los siguientes:

• Cámara de Ionización

• Contadores Proporcionales

• Contadores Geiger Muller

Page 76: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Detectores Gaseosos

Page 77: 12s-decaimiento radiactivo

Detectores Sólidos

Entre los detectores sólidos, se pueden mencionar los siguientes:

• Detectores de Centelleo, NaI(Tl)

• Detectores Semiconductores, Ge-Hp, Ge(Li), Si(Li)

• Detectores Termoluminiscentes, LiF:Mg,Ti, CaF2,

•Detectores Fotográficos (film): dosimetros

Page 78: 12s-decaimiento radiactivo

Principio: El de una película fotográfica normal (film)

Granos de haluro de plata, por cambios debidos a la

irradiación desarrollan plata metálica

Aplicación: Dosímetro personal

Película

Page 79: 12s-decaimiento radiactivo

Dosímetro individual o personal

Son sistema monitoreo “transportables”

y de fácil manejo. Se usan para

determinar los niveles de radiación en

los distintos puestos de trabajo.

Estos instrumentos ofrecen una medida

directa de la tasa de dosis o del nivel de

contaminación.

Page 80: 12s-decaimiento radiactivo

Dosímetro Personal

• Dosimetro de Luminiscencia

Opticamente estimulada

• Radiación X, gamma y beta

• Dosímetro Termoluminiscente (TLD)

• Radiación X, gamma y beta

• Dosímetro Fotográfico (film)

• Radiación X, gamma y beta

Page 81: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

¿ Preguntas … ?

Page 82: 12s-decaimiento radiactivo

Fis JORGE HUAYTA

Gracias.

Page 83: 12s-decaimiento radiactivo

1 Completar la siguiente reacción nuclear: 27 30

13Al + α—> 15 P +… .

2 Determinar el número atómico y el de masa del núcleo resultante después de que el

isótopo 238

92 U

emita tres partículas α y dos β.

3 Escribir la ecuación de desintegración del torio en radio–228.

4 Escribir las ecuaciones de desintegración beta del oxígeno–14 y del estroncio–90.

5 Escribir la reacción de desintegración del molibdeno–99 por emisión β en tecnecio–99.

6 Originalmente tenemos 1018 núcleos radiactivos con un período de semidesintegración de

27 días. ¿Cuántos de esos núcleos quedarán después de un año?

7 Calcular la vida media-τ y la constante de desintegración de un isótopo radiactivo con un

período de semidesintegración de 6 horas.

8 El número de núcleos radiactivos de una sustancia se reduce a la décima parte en 30 días.

¿Cuál es su vida media τ?

Ejercicios

Page 84: 12s-decaimiento radiactivo

9 Un isótopo posee una vida media de 6 horas. Inicialmente tenemos una muestra con 1021

núcleos de dicho isótopo. Calcular: a) el período de semidesintegración del isótopo, b) el

número de isótopos radiactivos después de 1 día, c) la actividad de la muestra a las 12

horas.

10 Un radioisótopo posee un período de semidesintegración de 5 días. Actualmente tenemos

una muestra del mismo de 10 g. ¿Qué cantidad teníamos hace una semana?

11 Una de las reacciones de fisión del uranio–235 posibles da lugar a dos neutrones,

estroncio–94 y xenon–140. Las masas nucleares del uranio–235, estroncio–94 y xenon–140

son, respectivamente, 234.9943 u, 93.9754 u y 139.9196 u. Determinar: a) la reacción

nuclear, b) la energía liberada por núcleo de uranio, c) la cantidad de uranio necesaria por

hora para mantener en funcionamiento una central que utilizara dicha reacción y poseyera

una potencia bruta de 2 GW.

12 El iodo–131 posee un período de semidesintegración de 8 días y es eliminado del

organismo con un período de semidesintegración biológico de 21 días. ¿Cuál es su período

de semidesintegración efectivo?

13 Un gramo de radio–226 posee una actividad de 1 curie. ¿Cuál es la vida media del radio–

226?

14 El período de semidesintegración del carbono–14 es de 5730 años. ¿Cuál es la actividad

de una muestra que contiene 10 g de carbono–14?

Ejercicios

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15 Inyectamos 4 cm3 de una disolución de iodo–131 en la sangre de un individuo. La

actividad de dicha muestra es de 5x105 Bq. Veinte minutos después extraemos 5 cm3 de

sangre del paciente y medimos que la actividad de esta muestra es de 400 Bq. ¿Cuál es el

volumen total de sangre del paciente?

16 Una muestra de cobalto–60 posee una actividad de 2 MBq y está situada a 3 metros de

nosotros durante 2 horas. Calcular: a) el número de núcleos radiactivos de la muestra, b) la

dosis que recibimos en dicho período, c) el porcentaje que representa dicha dosis sobre el

total anual que recibimos proveniente de fuentes naturales.

Ejercicios