Desintegración alfa

La desintegración alfa o decaimiento alfa ye una variante de desintegración radiactiva pola cual un nucleu atómicu emite una partícula alfa y conviértese nun nucleu con cuatro unidaes menos de númberu másico y dos unidaes menos de númberu atómicu.

Puede consideráse-y emisión bonal de nucleos d'heliu 4 (⁴He²⁺) —d'equí p'arriba partícules α— a partir de nucleos d'átomos más pesaos, por aciu un procesu de fisión nuclear bonal. Esti tipu de desintegración ye típicu namái de los nucleos atómicos bien pesaos.

El teluriu 106 (¹⁰⁶Te) ye l'isótopu más llixeru nel cual asocede desintegración alfa na naturaleza. Artificialmente, el beriliu 8 (⁸Be) se desintegra en dos partícules alfa, nel procesu triple alfa, esencial pa xeneración de carbonu 12 (¹²C) nel interior de les estrelles.

La secuencia d'esti fenómenu de desintegración representar por aciu la ecuación siguiente:

{}_{Z}^{A}{\hbox{X}}\;\to \;{}_{Z-2}^{A-4}{\hbox{Y}}\;+\;{}_{2}^{4}{\hbox{He}}^{2+}\;=\;_{Z-2}^{A-4}{\hbox{Y}}\;+\;\alpha

.

Col uraniu 238, por casu:

{}^{2}{}_{92}^{38}{\hbox{O}}\;\to \;{}^{2}{}_{90}^{34}{\hbox{Th}}\;+\;\alpha

La primer ecuación nun ta equilibrada eléctricamente. Pero, na mayoría de los casos el nucleu resultante pierde rápido dos electrones en favor de la partícula alfa y conviértese nun átomu de (⁴He), eléctricamente neutru.

Por esta razón, na mayoría de los casos, cuando esiste un mineral d'altu conteníu d'unu o más elementos radiactivos, na so contorna, pela vía d'escayencia alfa, fórmense bolses de ⁴He.

Tol heliu esistente na Tierra aniciar por aciu desintegración alfa d'elementos radiactivos. Por cuenta de esto suel atopase en depósitos minerales ricos en uraniu o en toriu. Asina mesmu llógrase como subproductu en pozos d'estracción de gas natural.

L'espectro propiu de la desintegración ye discretu: nun estudiu espectroscópico pueden reparase picos n'enerxíes identificables coles mesmes del procesu d'escayencia.

El rangu d'enerxíes a los que los nucleos emiten les partícules, $Y_{\alpha }$ , puede circunscribirse a 2 MeV $<Y_{\alpha }<$ 9 MeV (megavoltios electrónicos o megaelectronvoltios).

Procesu d'escayencia d'un nucleu

Potencial qu'afecta a una partícula alfa nes proximidaes del nucleu.

El nucleu atómicu ye la parte central del átomu. Ta formáu por protones y neutrones, xuníos ente si pola interacción fuerte, que dexa que'l nucleu calténgase estable magar la repulsión electrostática ente los protones. La cantidá de protones nel nucleu determina l'elementu químicu al que pertenez.

La partícula α, d'enerxía $m_{\alpha }c^{2}=3727,378$ MeV, ye una de les más estables. Por tanto puede esistir como tal na estructura del nucleu pesáu. La enerxía cinética típica de les partícules alfa resultantes de la desintegración ye del orde de 5 MeV (≈0,13% de la so enerxía total). La so velocidá ye de 15 000 km/s.

Puede imaxinase esti fenómenu como una partícula atrapada nun pozu de potencial cuánticu xeneráu pol restu de nucleones del átomu, onde'l potencial coulombiano más allá del radiu del átomu ye dominante.

Clásicamente, si la enerxía, Y, de la partícula alfa fuera cimera a la enerxía potencial, V(r), de la barrera de potencial, siendo r el radiu nuclear, aquella escaparía. Pero, de normal, la partícula nun puede escapar del átomu, yá que tien de superar la barrera coulombiana, y llindaríase a rebotar dientro del nucleu.

La esplicación del fenómenu foi la confirmación del efeutu túnel, predichu na mecánica cuántica y plantegáu por George Gamow.

Toxicidá

Al ser relativamente pesaes y cargaes positivamente, el percorríu llibre mediu de les partícules alfa ye bien curtiu, y a poca distancia de la fonte pierden rápido la so enerxía cinética. La consecuencia d'esto ye que nuna zona pequeña deposítase gran cantidá d'enerxía (del orde d'un MeV) y, en casu de contaminación interna, amonta'l riesgu de dañu celular.

Polo xeneral la radiación alfa esterna nun ye peligrosa: pocos centímetros d'aire o la delgada capa de piel muerta d'una persona absuerben les partícules. Tocar una fonte α suel nun ser dañible, pero -según seya la cantidá incorporada al organismu- el so ingestión, inhalación o introducción nel cuerpu pueden selo.

La principal fonte natural de radiación alfa que nos afecta na corteza terrestre ye'l radón, gas radiactivo esistente nel suelu, l'agua, l'aire y dellos tipos de roques.^[1] Al esneldar esti gas, dalgunos de los sos productos de desintegración queden atrapaos nos pulmones.

De la mesma, estos productos siguen desintegrándose y emitiendo partícules alfa, que pueden estropiar les célules pulmonares.^[2]

Probablemente la causa de la muerte de Marie Curie -a los 66 años, por leucemia- fuera una esposición enllargada a altes dosis de radiación ionizante. Trabayó frecuentemente con radiu, qu'aparra en radón,^[3] y de la mesma se desintegra n'otros elementos radiactivos emisores de rayu beta y gamma.

Sábese que pal asesinatu del disidente rusu Alexander Litvinenko, en 2006, utilizóse ²¹⁰Po, que ye un radioisótopo emisor alfa.

Referencies

↑ «ANS : Public Information : Resources : Radiation Dose Chart». Archiváu dende l'orixinal, el 2018-07-15.
↑ EPA Radiation Information: Radon. October 6 2006,[1], Accessed Dec. 6 2006
↑ Health Physics Society, "Did Marie Curie die of a radiation overexposure?" «Copia archivada». Archiváu dende l'orixinal, el 19 d'ochobre de 2007. Consultáu'l 19 de payares de 2007.

Bibliografía

Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Física cuántica: Átomos, molécules, sólidos, nucleos y partícules. Méxicu D.F.: Limusa. 968-18-0419-8, 978-9681804190.

Antonio Ferrer Soria. Físicu nuclear y de partícules editorial = Universidá de Valencia..

Ver tamién

[1] «ANS : Public Information : Resources : Radiation Dose Chart». Archiváu dende l'orixinal, el 2018-07-15.

[2] EPA Radiation Information: Radon. October 6 2006,[1], Accessed Dec. 6 2006

[3] Health Physics Society, "Did Marie Curie die of a radiation overexposure?" «Copia archivada». Archiváu dende l'orixinal, el 19 d'ochobre de 2007. Consultáu'l 19 de payares de 2007.

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[2]

[3]