¿Qué es la estabilidad nuclear? Definición

La estabilidad nuclear es un concepto que ayuda a identificar la estabilidad de un isótopo. Para identificar la estabilidad de un isótopo es necesario encontrar la relación de neutrones a protones. Dosimetría de radiación

Tabla de nucleidos - Estabilidad nuclearLa estabilidad nuclear es un concepto que ayuda a identificar la estabilidad de un isótopo. Para identificar la estabilidad de un isótopo es necesario encontrar la relación de neutrones a protones. Para determinar la estabilidad de un isótopo puede usar la relación neutrón / protón (N / Z). Además, para ayudar a comprender este concepto, hay un gráfico de los nucleidos, conocido como gráfico de Segre. Este gráfico muestra una gráfica de los nucleidos conocidos en función de sus números atómicos y de neutrones. Se puede observar en la tabla que hay más neutrones que protones en los nucleidos con Z mayor que aproximadamente 20 (Calcio). Estos neutrones adicionales son necesarios para la estabilidad de los núcleos más pesados. El exceso de neutrones actúa algo así como el pegamento nuclear.Ver también: Livechart – iaea.org

Detalle de la tabla de nucleidos.
Detalle de la tabla de nucleidos.
Fuente: Livechart – IAEA.org

Los núcleos atómicos consisten en protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de la fuerza eléctrica debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones, se necesita una proporción creciente de neutrones a protones para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de descomposición, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de descomposición pueden estar acompañadas por la posterior emisión deRadiación gamma . Las caries alfa o beta puras son muy raras.

Ejemplos:

  • Desintegración beta positiva
  • Desintegración beta negativa

 

Estabilidad Nuclear – Tabla Periódica

Tabla periódica - Estabilidad nuclear
Tabla periódica con elementos coloreados según la vida media de su isótopo más estable.

De los primeros 82 elementos en la tabla periódica, 80 tienen isótopos considerados estables. El tecnecio, el prometio y todos los elementos con un número atómico superior a 82 son inestables y se descomponen a través de la desintegración radiactiva. No se espera que los elementos pesados ​​no descubiertos (con un número atómico superior a 110) sean estables, por lo tanto, el plomo se considera el elemento estable más pesado. Para cada uno de los 80 elementos estables, se proporciona el número de isótopos estables. Por ejemplo, el estaño tiene 10 de estos isótopos estables.

Hay 80 elementos con al menos un isótopo estable, pero se conocen de 114 a 118 elementos químicos. Todos los elementos al elemento 98 se encuentran en la naturaleza, y el resto de los elementos descubiertos se producen artificialmente, con isótopos que se sabe que son altamente radiactivos con vidas medias relativamente cortas.

El bismuto, el torio, el uranio y el plutonio son nucleidos primordiales porque tienen vidas medias lo suficientemente largas como para encontrarse en la Tierra, mientras que todos los demás se producen por descomposición radiactiva o se sintetizan en laboratorios y reactores nucleares . Los nucleidos primordiales son nucleidos encontrados en la Tierra que han existido en su forma actual desde antes de que se formara la Tierra. Los nucleidos primordiales son residuos del Big Bang, de fuentes cosmogénicas y de antiguas explosiones de supernova que ocurrieron antes de la formación del sistema solar. Solo se conocen 288 de tales nucleidos.

Conexión entre la estabilidad nuclear y la descomposición radiactiva

Los núcleos de los radioisótopos son inestables. En un intento por alcanzar una disposición más estable de sus neutrones y protones, el núcleo inestable se descompondrá espontáneamente para formar un núcleo diferente. Si el número de neutrones cambia en el proceso (el número de protones permanece), se forma un isótopo diferente y queda un elemento (por ejemplo, emisión de neutrones). Si el número de protones cambia (número atómico diferente) en el proceso, entonces se forma un átomo de un elemento diferente. Esta descomposición del núcleo se conoce como desintegración radiactiva. Durante la desintegración radiactiva, un núcleo inestable se descompone espontáneamente y al azarpara formar un núcleo diferente (o un estado de energía diferente: desintegración gamma), emitiendo radiación en forma de particiones atómicas o rayos de alta energía. Esta descomposición ocurre a una tasa constante y predecible que se conoce como vida media. Un núcleo estable no sufrirá este tipo de descomposición y, por lo tanto, no es radioactivo.

 

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