Ciencias octavo




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LOS ISÓTOPOS
Los isótopos, (del griego: ἴσος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar) son todos los tipos de átomos de un mismo elemento, que se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica pero tienen diferente número másico (A). Los átomos que son isótopos entre sí son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo) pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Por lo tanto difieren en el número de neutrones.

En química, se denotan por el nombre del elemento correspondiente seguido por el número másico, separados habitualmente por un guión. Algunos isótopos poseen nombres especiales. Así: hidrógeno-3 o tritio, carbono-12, carbono-14, uranio-238, etc. En forma simbólica, el número de nucleones se añade como superíndice a la izquierda del símbolo químico: 3H, diferente masa.

Tipos de isótopos

Si la relación entre el número de protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el isótopo es radiactivo.

Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres isótopos con números de masa 12, 13 y 14: 12C, 13C y 14C. Sus abundancias respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% y trazas.
Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen un tiempo de neutralización extremadamente largo, aún comparado con la edad de la Tierra.

Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural.

La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo.

Los radioisótopos
Los isótopos son variantes de un elemento que difieren en el número de neutrones que poseen, manteniendo igual el número de protones. Un isótopo radiactivo de un elemento se caracteriza por tener un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emitir energía cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.
Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).

Varios isótopos radiactivos inestables e artificiales tienen usos en medicina. Por ejemplo, un isótopo del tecnecio (99mTc) puede usarse para identificar vasos sanguíneos bloqueados. Varios isótopos radiactivos naturales se usan para determinar cronologías, por ejemplo, arqueológicas.


www.uctemuco.cl/.../2007/i/isotopos.JPG

Ejemplos:



LA RADIACTIVIDAD
Es un fenómeno físico por el cual algunos elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones debido a la desintegración espontánea o inducida de sus núcleos atómicos. Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras y tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros.

En 1896 Antoine Henri Becquerel descubrió que ciertas sales de uranio emitían radiaciones espontáneamente, por tanto, esta nueva propiedad de la materia, que recibió el nombre de radiactividad y dependía de una propiedad que radicaba en el interior mismo del átomo.

El estudio del nuevo fenómeno y su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente al matrimonio Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas como el torio, polonio y radio. Marie Curie dedujo que la radiactividad era una propiedad atómica y se origina exclusivamente en el núcleo de los átomos radiactivos.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/radioactive.svg/150px-radioactive.svg.pngSímbolo universal que representa a la radiactividad.

img.genciencia.com/simbolo%20radiactividad.png

La radiactividad puede clasificarse, según su naturaleza en:


  1. Radiactividad natural: es aquella que se produce en la naturaleza y los elementos radiactivos naturales se agrupan en tres series: Uranio, actino y torio.




  1. Radiactividad artificial, inducida o transmutación artificial: es aquella que se produce en el laboratorio por el ser humano. El primer elemento con el que se experimentó fue con el nitrógeno.


Las partículas radiactivas más importantes son:


Partículas

Características

Alfa (α )


Positivas, poco penetrantes (entran en el cuerpo humano), el flujo de partículas tienen dos protones y dos neutrones (idénticas a los núcleos de helio)


Beta ( β )


Negativas, muy pequeñas, más penetrante que las alfa, queman la piel y son un flujo de electrones.


Gamma ( λ )


Se forman por protones, muy penetrantes, radiaciones electromagnéticas altamente energéticas, causan graves daños al cuerpo humano, viajan a la velocidad de la luz y no tienen ni carga ni masa.



particulas radiactivas
www.jmcprl.net/GLOSARIO/animtipos_radiacion.gif


La fisión nuclear

La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos. Estos incluyen neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfa (núcleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energía).
La fisión de núcleos pesados es un proceso exotérmico (de liberación de energía) lo que presume que se liberan cantidades importantes de energía. El proceso genera mucha más energía que la liberada en las reacciones químicas; la energía se emite, tanto en forma de radiación gamma como de energía cinética de los fragmentos de la fisión, que calentarán a la materia que se encuentre alrededor del espacio donde se produzca la fisión.
La fisión se puede inducir por varios métodos, incluyendo el bombardeo del núcleo de un átomo fisionable con otra partícula de la energía correcta; la otra partícula es generalmente un neutrón libre. Este neutrón libre es absorbido por el núcleo, haciéndolo inestable (como una pirámide de naranjas en el supermercado llega a ser inestable si alguien lanza otra naranja en ella a la velocidad correcta). El núcleo inestable entonces se partirá en dos o más pedazos: los productos de la fisión que incluyen dos núcleos más pequeños.
Los núcleos atómicos lanzados como productos de la fisión pueden ser varios elementos químicos. Los elementos que se producen son resultado del azar, pero estadísticamente el resultado más probable es encontrar núcleos con la mitad de protones y neutrones del átomo fisionado original.
Los productos de la fisión son generalmente altamente radiactivos: no son isótopos estables; estos isótopos entonces decaen, mediante cadenas de desintegración.


La fusión nuclear

Es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción de energía, que permite a la materia convertirse en plasma.
En el caso más simple de fusión del hidrógeno, dos protones deben acercarse lo suficiente para que la interacción nuclear fuerte pueda superar su repulsión eléctrica mutua y obtener la posterior liberación de energía.
La fusión nuclear se produce de forma natural en las estrellas. La fusión artificial también se ha logrado en varias empresas humanas, aunque todavía no ha sido totalmente controlada.


LA FISIÓN NUCLEAR

LA FUSIÓN NUCLEAR






Aplicaciones de los radioisótopos



Campos

Isótopos y sus aplicaciones

Agricultura

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  1. Trazadores de insectos (P-32, S-35, I-31, Co-60)

  2. Conservación de alimentos (Co-60 y Cs-137)

  3. Esterilización de alimentos (Co-60 y Cs-137)

  4. Creación de nuevas variedades y estudio de las reacciones en las plantas y control de plagas como el gusano barrenador.

Industria

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  • Composición del material (Ir-129 y Cs-137)

  • Medida de espesores y densidades de materiales (Ni-63, Sr-60, Co-60)

  • Estudios de corrosión, detectores de contaminación ambiental y otros.

Arqueología

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  • Conservación y construcción de monumentos (Ir-192 y Co-60)

  • Determinar la edad de fósiles o rocas (C-12 o C-14, U-238 y Pb-206)

Medicina


  • Localización y tratamiento de la glándula tiroides para evitar problemas de crecimiento, bocio y otros derivados (I-125 y Tc-99)

  • Radioterapia y quimioterapia (Co-60 y Cs-137)

  • Morfología del hígado (Au-198, Tc-99 y In-113)

  • Lecciones óseas y osteoporosis (Ca-47, F-8)





bomba atomica
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Algunos problemas que se derivan del uso de la energía nuclear son:
*El calentamiento global.
*La contaminación ambiental y térmica.
*Las mutaciones y malformaciones en los seres vivos.
*Los problemas de origen bélico (guerra); como la creación de bombas atómicas para destruir un lugar determinado.



MEDIACIONES DE APRENDIZAJE
A. Selección única. Escriba una equis (X) sobre la opción (A, B, C, D) correcta, justifique con el procedimiento correcto a la par, si es el caso.


  1. ¿Cuál opción muestra la definición del término isótopo?

A) iones con igual número másico y diferente número de neutrones.

B) átomos con igual número atómico e igual número de neutrones.

C) átomos con igual número atómico y diferente número másico.

D) átomos con igual número de protones y neutrones.


  1. ¿Cuál opción contiene ejemplos de isótopos entre si?

A) Níquel 60 y nitrógeno 15.

B) Neón 20 y nitrógeno 14.

C) fluor 17 y fluor 18.

D) carbono 12 y cobre 65.


  1. ¿Cuál opción contiene isótopos utilizados para determinar la edad de los fósiles o las rocas?

A) cobalto-60 y cesio-137

B) iridio-129 y cesio-137.

C) carbono-12 y carbono-14.

D) calcio-47 y flúor-8.


  1. “Proceso en el que se emite radiaciones alfa, beta y gamma”. La definición anterior se refiere al término

A) radiactividad.

B) transposición.

C) mutación.

D) Isotopía.

  1. Observe el siguiente esquema:



Hace referencia al proceso denominado

A) fusión nuclear.

B) radiactividad natural.

C) fisión nuclear.

D) reacción química.


  1. Observe el siguiente esquema:


Grado de penetración de algunas partículas radiactivas.





Con base en la información anterior, las partículas 1, 2 y 3 hacen referencia respectiva a los nombres

A) beta, gamma y alfa.

B) positrón, neutrino y fotón.

C) alfa, beta y gamma.

D) neutrón, protón y electrón.
B. Conteste las siguientes preguntas en el espacio delineado correspondiente.


  1. Según la emisión de sus rayos, la radiactividad se divide en dos tipos. ¿Cuáles son esos tipos y cite un ejemplo de cada uno?

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  1. ¿A quién se le considera el descubridor de la radiactividad y cuáles son los aportes?

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  1. ¿Qué descubrieron los esposos Curie con respecto a la radiactividad?

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  1. Cite por escrito y explique los dos tipos de radiactividad, según su naturaleza.

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  1. Anote el nombre de los tres tipos de partículas radiactivas más comunes.

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  1. Explique los procesos de fisión y fusión nuclear.

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