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Escribir ecuaciones nucleares para los decaimientos alfa, beta y gamma

Transcripción del video

fijémonos ahora en los tres tipos de decaimiento radiactivo y vamos a empezar primero con el decaimiento alfa muy bien en el decaimiento alfa una partícula alfa es liberada de un núcleo estable así que por ejemplo aquí tenemos nuestro núcleo inestable que es el uranio 238 y una partícula alfa tiene la misma composición que un núcleo de helio y ya hemos visto los núcleos de helio en videos anteriores verdad en este caso tenemos dos protones tenemos en los núcleos de helio tenemos dos protones y también tenemos dos neutrones cierto tenemos también dos neutrones ahí tenemos nuestro núcleo de helio y por supuesto como tenemos dos protones y dos neutrones esto tiene una carga dos positivos así que la carga de una partícula alfa es 22 positivo así que para representar una partícula alfa en nuestra ecuación nuclear como como una partícula alfa tienen la misma composición que un núcleo de helio simplemente ponemos el yo aquí verdad y esto tiene dos cargas positivas verdad mientras que ponemos un 4 a carriba porque tiene un total de cuatro núcleos es muy bien así que ahora vamos a tratar de descifrar cuál es el otro producto de nuestra ecuación nuclear muy bien y sabemos que los núcleos son conservados verdad así que si tenemos por ejemplo aquí 238 nucleón es del lado izquierdo necesitamos tener 238 nucleón es del lado derecho verdad y tenemos cuatro digamos que aporta el núcleo de helio verdad la partícula alfa así que necesitamos 234 nucleón es más correcto así que 234 nos +4 nos da 238 verdad y hasta aquí tenemos que los núcleos son conservados en esta ecuación ahora fijémonos hablemos un poquito de la conservación pero en términos de cargas sabemos también que la carga debe ser conservada del lado izquierdo tenemos 92 protones así que tenemos 92 cargas positivas y necesitamos 92 cargas positivas también del lado derecho ya tenemos dos cargas positivas debido a esta partícula alfa así que necesitamos 90 digamos cargas positivas extra lo cual nos dice que lo que sea que haya aquí del lado derecho en los productos debe tener un número atómico de 90 así que revisamos directamente nuestra tabla periódica y confirmamos que el producto que nos falta verdad es el torio es el torio y que lo escribimos como th muy bien así que tendremos aquí el torio 234 es nuestro otro producto así que pensamos que es lo que ha ocurrido visualmente ok vamos a empezar con un núcleo de uranio digamos aquí tenemos nuestro núcleo de uranio ahí tenemos el núcleo de uranio y este núcleo es inestable así que va a liberar uva va a liberar exactamente una partícula alfa verdad que está compuesta por dos protones y dos neutrones lo que nos resta después de que libera esa partícula alfa es un núcleo de torio que hemos visto aquí verdad torio 234 así que esta es una representación visual de qué es lo que está ocurriendo en nuestra ecuación nuclear ahora chequemos qué es lo que ocurre con el decaimiento b está bien pensemos ahora en el decaimiento beta y en el decaimiento beta lo que ocurre es que un libro un electrón es lo que se libera del núcleo y hemos visto en vídeo en el vídeo anterior que puede representar el electrón digamos debido a que tiene una carga negativa podemos ponerlo justamente como una carga negativa acá abajo y el electrón no es ni un protón ni un neutrón es decir podemos escribir que tiene un cero verdad ahí 0 nucleón es en esta partícula que es un electrón así que tenemos este electrónico un electrón que es liberado del núcleo se le conoce como una partícula b está muy bien así que esto simplemente podemos pensarlo como una partícula beta justamente con una carga menos uno y en realidad le ponemos el cero porque no es un núcleo en verdad sí una partícula beta es liberada de un núcleo de torio 234 entonces por ejemplo estamos empezando con torio 234 entonces este núcleo libera una partícula beta vamos a ponerlo de este lado de la ecuación verdad libera una partícula beta nos preguntamos qué otra cosa se produce del lado derecho verdad que otra cosa tenemos que hacer bueno nuevamente tenemos que fijarnos en el número de núcleos es verdad y ese tiene que conservarse así que pensamos que del lado izquierdo tenemos 234 núcleo nes y necesitamos 234 del lado derecho verdad pero aquí tenemos cero verdad la partícula beta no tiene nucleón es así que necesitaremos 234 en lo que sea que tengamos que poner aquí y nuevamente tenemos que pensar qué ocurre con la carga verdad así que tenemos una carga de 90 positivo verdad del lado izquierdo tenemos noventa protones y del lado derecho necesitamos exactamente la misma carga total verdad así que esto nos da una carga menos uno lo cual nos nos dice que necesitamos colocar aquí una carga de 91 ponerlo bien necesitamos una carga 91 positivo verdad es decir eso nos indica que lo que sea que haya que poner aquí debe tener un número atómico de 91 si nos fijamos ahora en la tabla periódica encontramos que el elemento que tiene un número atómico de 91 es el prota quimio verdad protecting y lo escribimos como pea y con esto ya tenemos completa nuestra ecuación nuclear ahora bien pensemos qué es lo que está ocurriendo en el decaimiento beta así que vamos a entrar con un poco con más detalle ya hemos hablado más o menos del número de protones verdad en este caso dijimos que tenemos 90 protones del lado izquierdo entonces preguntémonos ahora cuántos neutrones tenemos del lado izquierdo bueno eso simplemente lo calculamos como 234 -90 verdad y 234 menos 90 nos da un total de 144 neutrones muy bien del lado izquierdo tenemos un total de 144 neutrones ahora pensemos que ocurre del lado derecho bueno en el lado derecho sólo consideramos el prota team yo cierto y podemos calcular el número de neutrones simplemente restamos 91 a 234 y eso nos da un total de 143 neutrones así que en resumen fuimos de 144 neutrones a 143 neutrones del lado derecho verdad y si fijamos si nos fijamos ahora en el número de protones fuimos de 90 protones del lado izquierdo a 91 protones del lado derecho así que hemos perdido un neutrón y hemos ganado un proto no podríamos pensar que éste neutrón se convirtió en un protón y esa es una forma súper simplificada de pensar qué es lo que ocurrió así que vamos a escribirlo bien vamos a pensar esto que teníamos uno un neutrón verdad que tiene una carga 0 pero es un núcleo en verdad entonces escribimos estos números del lado izquierdo y esto se convierte digamos en un protón verdad que es un núcleo y tiene una carga positiva así que si pensamos de que otra cosa está hecho este neutrón simplemente seguimos la misma regla de con de la conservación de los núcleos nes y de la conservación de la carga muy bien entonces si pensamos en los núcleos es aquí tenemos del lado izquierdo un núcleo y del lado derecho ya tenemos un núcleo lo que sea que tengamos que agregar ya no será un núcleo en verdad entonces ponemos un cero ahora bien si nos fijamos en la carga tenemos una carga 0 del lado izquierdo y del lado derecho tenemos una carga positiva entonces lo que sea que tengamos que agregar debe ser una carga negativa verdad ponemos una carga negativa y esto por supuesto representa a un electrón verdad esto representa a un electrón como lo hemos visto de este lado y por supuesto este es el electrón verdad este es el electrón que se libera del núcleo es justo este electrón el que se libera del núcleo es decir esta es nuestra partícula b está ok y por supuesto también podríamos pensar que hay otras cosas que se producen en realidad aquí se produce también un anti neutrino que lo vamos a derrotar de esta forma también se produce un anti neutrino y bueno eso en realidad no es parte de este video así que vamos a ignorarlo por ahora pero un neutrón en realidad se convierte en un protón verdad y también estamos obteniendo una partícula beta que se libera del núcleo y este proceso de hecho está gobernado por la fuerza nuclear débil y la interacción débil así que como puedes darte cuenta y un montón de cosas que están ocurriendo en el núcleo y que no vamos a centrarnos más en este vídeo la la cuestión importante es que seamos capaces de encontrar una ecuación nuclear verdad porque seamos capaces de reconocerla como un decaimiento de tipo b está muy bien y también que seamos capaces de escribir todo lo que hay en strike en esta ecuación nuclear ahora hagamos otro tipo distinto de decaimiento fijémonos en el decaimiento gama muy bien en el decaimiento gama lo que se libera son rayos gamma y un rayo gamma en realidad no tiene ni carga ni más aunque entonces rayo gamma no tiene carga y no tiene masa el hecho es muy parecido digamos a lo que es la energía verdades y que si pensamos de esa forma y estos son problemas de decaimiento muy muy sencillo es muy fácil es así que vamos a empezar con el tecnecio 99 m y la m en realidad aquí se refiere a que es meta estable bien sme está estable lo que significa que son núcleos un núcleo está en un estado excitado bien está en un estado excitado es decir que tiene mucha más energía verdad y la va a ceder digamos como rayos gamma así que vamos a continuar y vamos a dibujar nuestro rayo gamma aquí tendremos nuestro el rayo gamma que no tiene carga ni tiene masa y como estamos digamos lidiando simplemente con ceros verdad sólo tenemos ceros en realidad no afecta nuestros números así que si empezamos con 99 núcleo desde el lado izquierdo vamos a tener 99 nucleón es del lado derecho y si empezamos con una carga positiva de 43 entonces vamos a tener una carga positiva de 43 del lado derecho es decir si nos fijamos en la tabla periódica justo coincide con el tecnecio verdad aquí vamos a tener tecnecio nuevamente sólo que este técnico ya no se encuentra en un estado excitado sino que ahora se encuentra en su estado fundamental muy bien ya no se encuentra en un estado excitado verdad y lo que ocurre es que libera energía en forma de rayos gamma como lo hemos visto en este ejemplo así que el técnico 99m de hecho se utiliza en varias aplicaciones médicas por ejemplo de procedimientos de imagen y diagnóstico y y eso se debe a que tenemos varias formas de medir la radiación gamma así que realmente esto es muy útil en medicina