La serie de uranio , conocida también como serie de radio, es una de las tres series radiactivas clásicas que comienzan con el uranio 238 natural . Esta cadena de desintegración radiactiva consiste en núcleos atómicos pesados inestables que se desintegran a través de una secuencia de desintegraciones alfa y beta hasta que se logra un núcleo estable. En el caso de las series de uranio, el núcleo estable es plomo-206.
Dado que la desintegración alfa representa la desintegración de un núcleo padre a una hija a través de la emisión del núcleo de un átomo de helio (que contiene cuatro nucleones), solo hay cuatro series de desintegración. Por lo tanto, dentro de cada serie, el número de masa de los miembros puede expresarse como cuatro veces un número entero apropiado (n) más la constante para esa serie. Como resultado, la serie de uranio se conoce como la serie 4n + 2 .
La energía total liberada del uranio 238 al plomo 206, incluida la energía perdida por los neutrinos , es de 51,7 MeV.
Serie de uranio y uranio-234
El isótopo de uranio-234 es miembro de esta serie. Este isótopo tiene una vida media de solo 2.46 × 10 5 años y, por lo tanto, no pertenece a los nucleidos primordiales (a diferencia de 235 U y 238 U ). Por otra parte, este isótopo está todavía presente en la corteza terrestre, pero esto se debe al hecho de 234 U es un producto de la desintegración indirecta de 238 U . 238 U decae por desintegración alfa en 234 U. 234U se desintegra a través de la desintegración alfa en 230Th, excepto una fracción muy pequeña (del orden de ppm) de núcleos que se desintegra por fisión espontánea.
En una muestra natural de uranio, estos núcleos están presentes en las proporciones inalterables del equilibrio radiactivo de la filiación de 238 U en una proporción de un átomo de 234 U para aproximadamente 18 500 núcleos de 238 U. Como resultado de este equilibrio, estos dos Los isótopos ( 238 U y 234 U) contribuyen igualmente a la radioactividad del uranio natural.
Actividad de muestras naturales – Serie de uranio
La cascada de uranio influye significativamente en la radioactividad ( desintegraciones por segundo) de muestras naturales y materiales naturales. Todos los descendientes están presentes, al menos de manera transitoria, en cualquier muestra que contenga uranio natural, ya sea metal, compuesto o mineral. Por ejemplo, el uranio 238 puro es débilmente radiactivo (proporcional a su larga vida media), pero un mineral de uranio es aproximadamente 13 veces más radiactivo que el metal puro de uranio 238 debido a sus isótopos hijos (por ejemplo, radón, radio, etc.) contiene. Los isótopos de radio inestables no solo son importantes emisores de radioactividad, sino que, como la siguiente etapa en la cadena de descomposición, también generan radón, un gas radiactivo pesado, inerte y de origen natural. Además, el calor de descomposición del uranio y sus productos de descomposición (por ejemplo, radón, radio, etc.) contribuye al calentamiento del núcleo de la Tierra.
Tipos de descomposición en la serie de uranio
Dentro de cada serie radiactiva, hay dos modos principales de desintegración radiactiva:
- Decaimiento alfa . La desintegración alfa representa la desintegración de un núcleo padre a una hija a través de la emisión del núcleo de un átomo de helio. Las partículas alfa consisten en dos protones y dos neutrones unidos en una partícula idéntica a un núcleo de helio. Debido a su gran masa (más de 7000 veces la masa de la partícula beta) y su carga, ioniza mucho el material y tiene un rango muy corto .
- Desintegración beta . La desintegración beta o desintegración β representa la desintegración de un núcleo padre a una hija a través de la emisión de la partícula beta. Las partículas beta son electrones o positrones de alta energía y alta velocidad emitidos por ciertos tipos de núcleos radiactivos como el potasio-40. Las partículas beta tienen un mayor rango de penetración que las partículas alfa, pero aún mucho menos que los rayos gamma. Las partículas beta emitidas son una forma de radiación ionizante también conocida como rayos beta. La producción de partículas beta se denomina desintegración beta.
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