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Estructura de la materia. La Química y su didáctica IV Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar. SESIÓN #2. El núcleo atómico. EJERCICIO. RECORDAR ES VIVIR. REACCIONES NUCLEARES. DECAIMIENTO RADIACTIVO. TRANSMUTACIÓN NUCLEAR. Bombardeo de un núcleo con otro núcleo, neutrones o protones

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estructura de la materia

Estructura de la materia

La Química y su didáctica IV

Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar

sesi n 2

SESIÓN #2

El núcleo atómico

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REACCIONES NUCLEARES

DECAIMIENTO

RADIACTIVO

TRANSMUTACIÓN

NUCLEAR

Bombardeo de un núcleo con

otro núcleo, neutrones o protones

para formar un núcleo diferente

Emisión de radiación para

ganar estabilidad

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REGLAS

  • El número de nucleones (protones más neutrones) en los productos y en los reactivos tiene que ser el mismo (conservación del número de masa).
  • El número total de protones en los productos y en los reactivos tiene que ser igual (conservación del número atómico).
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REFLEXIÓN

mH-2 - m suma = 0.002509 uma

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¿Qué pasó entonces?

mH-2 - m suma = 0.002509 uma

bendito Einstein

E = mc2

ENERGÍA DE AMARRE

La formación de 1 mol de deuterio libera

Como para hervir 100,000 kg de agua

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NÚCLEOS ESTABLES

Representación gráfica del número de neutrones en función del número de protones

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REACCIONES NUCLEARES

Contador Geiger (detección indirecta de partículas  a partir de neutrones)

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REACCIONES NUCLEARES

http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono

El carbono-14 (14C) es un radioisótopo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones. Tiene una vida media de 5715 años y, debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, se emplea de forma extensiva en la datación de especímenes orgánicos.

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REACCIONES NUCLEARES

http://www.sagan-gea.org/hojared_radiacion/paginas/Aplicaciones.html

Ciertos tipos de cáncer se pueden tratar internamente con isótopos radiactivos, como el cáncer de tiroides, como el yodo se va a la glándula tiroides, se trata con yoduro de sodio (NaI) que contenga iones de yoduros radiactivos provenientes del yodo-131 o del yodo-123. Allí la radiación destruye a las células cancerosas sin afectar al resto del cuerpo.

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REACCIONES NUCLEARES

http://www.sagan-gea.org/hojared_radiacion/paginas/Aplicaciones.html

Actualmente se usa el cobalto-60 para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía que la que emite el radio y es más barato que este. En medicina se usa el tratamiento con cobalto-60 para detener ciertos tipos de cáncer con base en la capacidad que tienen los rayos gamma para destruir tejidos cancerosos..

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REACCIONES NUCLEARES

Bomba atómica

Reactores nucleares

Control de la reacción en cadena

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Isótopos usados en medicina

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0504-01/isotopos.html

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Para el estudio de los desórdenes cerebrales se utiliza una tomografía de emisión de positrones conocida como PET. Se le administra al paciente una dosis de glucosa (C6H12O6) que contenga una pequeña cantidad de carbono-11 (11C), que es radiactivo y emite positrones, luego se hace un barrido del cerebro para detectar los positrones emitidos por la glucosa radiactiva “marcada”. Se establecen las diferencias entre la glucosa inyectada y metabolizada por los cerebros normales y los anormales. Por ejemplo, con la técnica PET se ha encontrado que el cerebro de un esquizofrénico metaboliza alrededor de un 20 % de la glucosa que metaboliza un individuo normal.

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Algunos radioisótopos utilizados en medicina

http://www.sagan-gea.org/hojared_radiacion/paginas/Aplicaciones.html

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Exploraciones diagnósticas del Servicio de Medicina Nuclear

  • Gammagrafía (estática y/o dinámica).- Se emplea para la valoración funcional de determinados órganos como el riñón, corazón, pulmón, hígado y aparato digestivo.
  • Tomografía de fotón único (SPECT).- Se emplea para obteneruna información más precisa de órganos como el corazón, la columna vertebral, la pelvis y sobre todo los estudios de cerebro.
  • Tomografía por emisión de positrones (PET).-Es empleada para diagnóstico de malignidad de tumores , como el nódulo pulmonar, páncreas, cerebro o de difícil diagnóstico como determinados casos de cáncer de mama, la búsqueda de primarios desconocidos o de segundos primarios.
  • Densitometrías.- Es una prueba diagnóstica que mide el grado de mineralización del hueso y que se aplica tanto en el diagnóstico precoz de la osteoporosis, además permite determinar el componente graso y magro de un ser humano, parámetros muy útiles en el estudio de los pacientes con obesidad.
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TALIO

Hay que tener en cuenta que a diario se practican millones de pruebas que requieren el uso de material radiactivo. La vida media del talio es de unas 73 horas, aunque se ha comprobado que, incluso, 30 días después puede hacer saltar los detectores, unos dispositivos cada vez más sofisticados y sensibles debido a las nuevas y más estrictas medidas de seguridad que se han impuesto en todo el planeta a raíz de los ataques terroristas que se han sucedido en los últimos tiempos.

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Remontando el tiempo: la datación

El gas carbónico presente en la atmósfera contiene carbono 12 estable y una proporción muy reducida de carbono 14 radioactivo, de 5730 años de vida media, formado continuamente por la radiación cósmica.

Pintura rupestre de la gruta Cosquer, de 27.000 años.

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REACTORES

Diseño del reactor de fisión asistida por acelerador Myrrha (2014)

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Francia, La Haga o Marcoule

http://www.ccr.jussieu.fr/radioactivite/espanol/indispensable.htm

75 % de la electricidad es producida con uranio

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Fusión nuclear

La fusión de todos los núcleos de un kilogramo de una mezcla de deuterio y de tritio produciría tanta energía como la combustión de 10.000 toneladas de carbón.

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El futuro

La fusión termonuclear controlada es un reto tan importante para la humanidad que ha sido objeto del único programa de investigación que reúne a todos los países que han alcanzado un alto nivel de desarrollo científico y técnico: el proyecto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Un dispositivo supraconductor "Tore supra", construido en Cadarache (CEA) en el marco del programa EURATOM, estudia la fusión controlada por confinamiento magnético.

El confinamiento inercial consiste en contener la fusión mediante el empuje de partículas o de rayos láser proyectados contra una partìcula de combustible, que provocan su ignición instantánea.

El confinamiento magnético consiste en contener el material a fusionar en un campo magnético mientras se le hace alcanzar la temperatura y presión necesarias. El hidrógeno a estas temperaturas alcanza el estado de plasma.