T6: Física nuclear · Radiactividad y desintegración

T6: Física nuclear

Radiactividad y desintegración

Teoría

2025 · Extraordinaria · Reserva

D-a

Discuta razonadamente la veracidad de las siguientes afirmaciones:

i) Cuando en una transformación radiactiva se emite una partícula alfa, se obtiene un núcleo cuyo número másico es dos unidades menor y su número atómico es cuatro unidades menor.ii) Cuando en una transformación radiactiva se emite una partícula beta negativa, se obtiene un núcleo cuyo número atómico es una unidad mayor y no varía su número másico.

Desintegración alfaDesintegración betaLeyes de Soddy-Fajans

i) Cuando en una transformación radiactiva se emite una partícula alfa, se obtiene un núcleo cuyo número másico es dos unidades menor y su número atómico es cuatro unidades menor.

Esta afirmación es FALSA. Según las leyes de desplazamiento radiactivo de Soddy y Fajans, una partícula alfa ( $\alpha$ ) es un núcleo de helio, constituido por dos protones y dos neutrones, lo que se representa simbólicamente como $\ce{^4_2He}$ .Debido a la conservación del número de nucleones y de la carga eléctrica, cuando un núcleo emite una partícula alfa, su número másico ( $A$ ) debe disminuir en 4 unidades y su número atómico ( $Z$ ) debe disminuir en 2 unidades. El proceso se describe mediante la siguiente ecuación general:

\ce{^A_Z X} -> \ce{^{A-4}_{Z-2} Y + ^4_2He}

La afirmación propuesta invierte erróneamente el cambio en las magnitudes: indica que el número másico disminuye en 2 y el atómico en 4, cuando es exactamente al revés.

ii) Cuando en una transformación radiactiva se emite una partícula beta negativa, se obtiene un núcleo cuyo número atómico es una unidad mayor y no varía su número másico.

Esta afirmación es VERDADERA. La emisión beta negativa ( $\beta^-$ ) consiste en la emisión de un electrón de alta energía desde el núcleo atómico. Este fenómeno ocurre cuando un neutrón se transforma en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico ( $\bar{\nu}_e$ ):

\ce{^1_0n} -> \ce{^1_1p + ^0_{-1}e + \bar{\nu}_e}

Como el neutrón se convierte en un protón, el número total de partículas pesadas (nucleones) en el núcleo no varía, por lo que el número másico ( $A$ ) permanece constante. Sin embargo, al aparecer un nuevo protón, el número atómico ( $Z$ ) aumenta en una unidad, desplazando el elemento una posición hacia la derecha en la tabla periódica:

\ce{^A_Z X} -> \ce{^A_{Z+1} Y + ^0_{-1}e + \bar{\nu}_e}