Quimica nuclear nm4 ii
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QUÍMICA NUCLEAR PROF. Andrea Mena T.
NM4
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Radiactividad artificial
1- TRANSMUTACIÓN NUCLEAR:
- Tipo de radiactividad artificial
- Primer experimento realizado por Rutherford en 1919.
- Esta reacción demostró por primera vez que era posible transformar un elemento en otro mediante transmutación nuclear
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• A diferencia de la desintegración radiactiva, este proceso resulta de la colisión de dos partículas.
7N14 (α, p) 8O 17 Representación Transmutación Nuclear
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Decaimiento Radiactivo Transmutación Nuclear
•Proceso Espontaneo •Liberación de una partícula alfa o beta
•Proceso No Espontaneo•Bombardeo de una partícula y liberación de otra.
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Partículas usadas en Transmutación Nuclear Partícula Símbolo
Alfa α
Deuterio 1d2
Protón 1P1
Neutrón 0 n1
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Ejemplo
Representación :
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Representación :
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Ejercicios
1- 26Fe56 (d, He) 25Mn54
2- 46Pd106 (He, p) 47Ag109
3- X (p, He) 6C12
4- 25Mn55 (n , gamma) X
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Elementos Transuránicos
• Síntesis de elementos con números atómicos mayores a 92.
• El Neptunio (Np) fue preparado por primera vez 1940, se han sintetizado otros 16 elementos transuránicos.
• Todos los isotopos de estos elementos son radiactivos.
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Ejemplos
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FENOMENOS RADIACTIVOS
FUSIÓN NUCLEAR
FISIÓN NUCLEAR
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FUSIÓN NUCLEAR
• Unión de núcleos ligeros con formación de núcleos más pesados y liberación de energía.
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• La Fusión nuclear ocurre constantemente en el sol.
• El sol está constituido principalmente de H y He.
• Interior del sol alcanza cerca de 15 millones de grados Celsius.
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FISIÓN NUCLEAR
• Es la división de un núcleo muy pesado en un par de núcleos más livianos, proceso en el cual se libera gran cantidad de energía.
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Aplicaciones pacificas de la fisión nuclear
1- Generación de electricidad utilizando el calor producido por una reacción en cadena, controlada en un reactor.
Reactor Nuclear: Es un sistema que controla la energia que se produce en la reacción en cadena
Combustible U – 235 o Pu – 239.
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• Una central nuclear es una instalación formada por un reactor conectado a un sistema de generación eléctrica.
• La energía obtenida en una central nuclear es enorme en comparación con la producida en una central termoeléctrica.
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Central Nuclear
1- Sistema de blindaje: Evitar la fuga.
2- Barras de control: absorber los neutrones.(Cd o B). Generar calor.
3- Núcleo del reactor: Lugar donde se encuentra el material fisionable (uranio) y
se produce la reacción nuclear.
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4- Generador de vapor: La reacción nuclear calienta el agua, la que es transformada en vapor.
5- Turbina: Transforme la energía térmica en energía mecánica.
6- Sistema de enfriamiento: el agua es
enfriada; una parte de esta se condensa y se vuelve a utilizar; la otra se libera como vapor.
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7- Generador eléctrico Sistema responsable de transformar el movimiento de la turbina en energía eléctrica, la que se distribuye en una red.
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1- Reactores de Potencia
• Funcionan básicamente como calderas, donde la fuente de calor es la fisión de los átomos de U-235.
• Son utilizados para la generación de electricidad.
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2- Reactores de investigación
• Emplean los neutrones generados en el proceso de fisión para producir radioisótopos de interés y para irradiar materiales con fines de investigación científica y tecnológica.
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Impacto de la tecnología nuclear 1- Pruebas Nucleares: las sustancias radiactivas que se
generan se incorporan al medio, contaminando el agua, el suelo y el aire.
2- Producción de potencia nuclear: El uso de la fisión nuclear para generar electricidad es considerado por muchos una amenza para el medio ambiente.
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3- Usos Medicos de la radiación: El uso de radiación en medicina puede ser con proposito de diagnostico (Rayos x o examenes de medicina nuclear) y para el tratamiento de enfermedades como cáncer.
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Isótopos radiactivos: “Trazadores” de la salud
Trazadores: Isótopos Radiactivos que se introducen al ser vivo.
• Objetivo: Seguir la trayectoria, a traves de la detección de las radiaciones que emite.
• Utilidad: diagnostico y tratamiento de enfermedades.
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Radiofármacos • Tienen una Vida media discreta que permite
estudiar los órganos y tejidos sin alterarlos.• Técnica consiste en: 1- Dar el radiofármaco al paciente por ingesta o
inyección o inhalación.2- A través de un dispositivo de detección se sigue
el recorrido hasta que se concentre en un órgano o tejido.
3- La radiación emitida permite crear una imagen del órgano y examinar.
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Isótopo Vida media Área que estudia
Yodo - 131 8,1 días Tiroides
Hierro – 59 45,1 Globulos rojos
Fósforo - 32 14,3 Ojos, Higado y tumores
Tecnecio - 99 6 hrs Corazon, huesos, hígado y pulmones
Sodio - 23 14, 8 hrs Sistema circulatorio
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Aplicaciones de los radioisótopos INDUSTRIA
• Permite identificar diversas variables propias del proceso .
Ejemplo: Localizar fugas de líquidos o gases que se transportan
por cañerías.
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Estudio de Medio Ambiente
• Se utiliza para detección y análisis de contaminantes.
Agricultura
• Son utilizados en el estudio de la efectividad de los nutrientes sobre diferentes cultivos.
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Armas nucleares
1- Bombas A. Se basan en la fisión nuclear y usan como combustible uranio, plutonio o polonio y mezclas de ellos, que se fisionan liberando gran cantidad de energía y radiaciones.
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2- Bombas H. Se basan en la fusión nuclear, y el combustible es el hidrógeno y el helio.
3- Bomba de neutrones. Es una modificación de la bomba H.