09 Jun 2008

Radiactividad.

Escrito por: Manu el 09 Jun 2008 - URL Permanente

La mayor parte de la masa del átomo se encuentra en su núcleo, pero casi todo su volumen, prácticamente vacío, está definido por los orbitales electrónicos.

La carga positiva del núcleo es la suma de sus protones y el número de electrones que orbitan un átomo neutro debe ser igual al número de éstos, para equilibrar su carga eléctrica.

La mayor parte de los núcleos estables suelen tener también igual número de neutrones que de protones, aunque lo que realmente define la identidad química de un átomo es el número de protones de su núcleo (llamado número atómico = Z), ya que estas cargas positivas serán las que determinen el número de electrones de sus órbitas, cuyos electrones de valencia (los de la capa más externa), serán los que interaccionen con el resto de átomos de su entorno, formando enlaces moleculares.

En cuanto a los neutrones, precisamente por su naturaleza eléctrica neutra, realmente su número no influye en el comportamiento químico de dicho átomo, al no variar la cantidad de electrones necesarios para cancelar la carga eléctrica del núcleo.

Por este motivo es posible que existan muchas variedades másicas de un mismo tipo de átomo, llamadas isótopos.

Por ejemplo, añadiendo un neutrón al núcleo de un átomo de hidrógeno, compuesto por un sólo protón (de ahí su nombre: "el primero"), se obtendría un isótopo llamado deuterio, que prácticamente doblaría su masa, sin variar las características químicas de dicho átomo, definidas por su único electrón, por lo que cualquiera de los isótopos de un mismo átomo podría ocupar el mismo lugar, indiferentemente, en la formación molecular.

Se podría decir que los electrones y los núcleos funcionan como dos sitemas independientes, aunque íntimamente relacionados en virtud de la tendencia al equilibrio de sus cargas eléctricas, más que opuestas, complementarias, diría yo.

A este respecto, no deberíamos imaginar los núcleos atómicos como lugares estáticos donde sus partículas constituyentes cohabitan pacíficamente, sino como auténticos polvorines con una actividad frenética entre partículas e interacciones atrayentes y repulsivas en contínua pugna, aún cuando la poderosa atracción nuclear fuerte marque su territorio consiguiendo mantener la unidad nuclear, es poco menos que inevitable que si la masa del núcleo sobrepasa un determinado límite máximo, comience a desintegrarse, en parte por la interacción nuclear débil (que desde mi ignorancia más absoluta, se me antoja, que podría tratarse únicamente del límite de actuación de la anterior), consistente en la transformación, más o menos gradual, de masa en energía.

El resultado de dicha conversión se traduce en la emisión nuclear de partículas: "alfa" (2 protones y 2 neutrones = 1 núcleo de hélio); "beta" (1 electrón) y "gamma" (1 fotón, de rayos X).

Este proceso de degradación nuclear puede durar desde microsegundos, hasta miles de millones de años.

Evidentemente, las radiaciones alfa y beta, alteran el número de protones del núcleo y con ello su equivalencia electrónica y la identidad química de dicho átomo, que mutará a otro elemento distinto, mientras que la radiación gamma, sólo implica una reorganización de protones y neutrones, sin cambio en su carga eléctrica.

Estas desintegraciones nucleares suelen desembocar en un efecto cascada, con sucesivas reacciones en cadena que liberan enormes cantidades de energía, la cual suele transformarse en calor, que no es más que la percepción macroscópica del movimiento acelerado de partículas microscópicas.

Habría que aclarar también, que la radiactividad no es un exótico producto de la artificialidad humana, sino que se produce habitualmente de forma natural en mucha de la materia de nuestro entorno.

De hecho, las entrañas de nuestro planeta, podrían ser consideradas como un enorme reactor nuclear.

Además, hay dos tipos de procesos asociados comúnmente con el término "energía nuclear": La fisión ( división de un núcleo grande en dos o más más pequeños, típica de los reactores nucleares humanos) y la fusión ( unión de dos pequeños en otro mayor, típica de las estrellas).

Algunos de estos procesos liberan enormes cantidades de energía y otros, en cambio, requieren un aporte extra para producirse.

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