Ejercicio B.3 · Física PAU País Vasco Extraordinaria 2022

B.3.- Describir el fenómeno de la radiactividad natural. Desintegración radiactiva. Emisión de partículas alfa, beta y gamma. Leyes de Soddy y Fajans. Ejemplos.

Solución: 1. Radiactividad natural y desintegración radiactiva: Es la emisión espontánea de radiaciones por parte de núcleos atómicos inestables presentes en la naturaleza, transformándose en núcleos más estables. La ley fundamental de la desintegración es $N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$. 2. Tipos de emisión y leyes de desplazamiento de Soddy y Fajans: - Emisión alfa ($\alpha$): Son núcleos de helio ($^4_2\text{He}$). El núcleo resultante disminuye su número másico en 4 y su número atómico en 2: $$^A_Z\text{X} \rightarrow {}^{A-4}_{Z-2}\text{Y} + ^4_2\text{He}$$ *Ejemplo*: $^{238}_{92}\text{U} \rightarrow {}^{234}_{90}\text{Th} + ^4_2\text{He}$ - Emisión beta ($\beta$): - $\beta^-$: Emisión de un electrón ($^0_{-1}e$) y un antineutrino ($\bar{\nu}_e$). Ocurre cuando un neutrón decae a protón. $A$ no varía y $Z$ aumenta en 1: $$^A_Z\text{X} \rightarrow {}^{A}_{Z+1}\text{Y} + ^0_{-1}e + \bar{\nu}_e$$ *Ejemplo*: $^{14}_6\text{C} \rightarrow {}^{14}_7\text{N} + ^0_{-1}e + \bar{\nu}_e$ - $\beta^+$: Emisión de un positrón ($^0_{+1}e$) y un neutrino ($\nu_e$). $A$ no varía y $Z$ disminuye en 1. - Emisión gamma ($\gamma$): Es radiación electromagnética de alta energía emitida por un núcleo en estado excitado. No cambia ni $A$ ni $Z$: $$^A_Z\text{X}^* \rightarrow {}^A_Z\text{X} + \gamma$$ *Ejemplo*: $^{60m}_{27}\text{Co} \rightarrow {}^{60}_{27}\text{Co} + \gamma$