Bibliografías de:

-Antoine César Becquerel:( 1788- 1878) el nacio en Chatillon sur Loing, Francia. Se titulo en la Escuela Politécnica de ingeniero y después de estar en el ejercito, se dedico al estudio de la mineralogía, la electricidad la electroquímica y la bioquímica. En el año 1837 hasta poco antes de su muerte fue profesor de Física en el Museo de Historia Natural de París. La variedad de temas que le interesaron se ilustra con los títulos de sus publicaciones: Tratado de electricidad y magnetismo (1834 -1840), Tratado de Física y su relación con la química (1842), Elementos de electroquímica (1843), Tratado completo del magnetismo (1845), Elementos de Física terrestre y de meteorología (1847) y Los climas y la influencia que ejercen los suelos boscosos y sin bosques (1853). En 1875 recibe la medalla Copley, de la Sociedad Real de Inglaterra por su trabajo y se le considera como uno de los fundadores de la electroquímica porque fue el primero en utilizar el proceso electrolítico [un proceso electrónico es el que se lleva a cabo cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de algunas substancias conductoras (electrolitos)] para separar el metal del mineral. También inventó una aguja termoeléctrica [consiste en un dispositivo que aprovecha la diferencia de la temperatura entre dos puntos de un material metálico para producir una corriente eléctrica] que mide la temperatura interna de los cuerpos.

-Marie y Pierre Curie: matrimonio famoso de científicos, ellos realizaron grandes contribuciones al campo de la radioactividad, por lo cual obtienen el premio Nóbel de física de 1903.

Pierre Curie: (1859-1906) estudio en La Sorbona y desde los dieciocho años, colabora como profesor ayudante en el laboratorio de física. En el mismo año midió la longitud de onda del color. El junto con su hermano descubren cómo aparecían cargas eléctricas a través de cristales de cuarzo y de sal de Rócele al aplicárseles presión. El potencial cambiaba proporcionalmente a la presión aplicada, y este fenómeno fue conocido como piezoelectricidad. A la inversa, si los cristales se colocaban en un campo eléctrico, su volumen cambiaba. Así el cristal puede utilizarse para producir rayos de ultrasonido, ondas sonoras con frecuencia tan grande que se hacen inaudibles. Los cristales con propiedades piezoeléctricas son elementos indispensables para los trabajos de sonido electrónico (micrófonos, tocadiscos, etc.).

El estudio el magnetismo y descubre la Ley de Curie (la susceptubilidad magnética de los materiales varia inversamente con la temperatura). Pierre Curie sugirió que el ferromagnetismo se puede representar con ecuaciones del mismo tipo que las usadas para fluidos, y encontró una temperatura crítica en la que desaparecen las propiedades magnéticas; a esa temperatura se le llamó punto Curie.

En 1895, 25 de julio se casa con Marie con quien realiza investigaciones. Otro relevante descubrimiento es haber medido el calor producido por el radio: 140 calorías por gramo y por hora. Con eso evidencio la gran cantidad de energía contenida dentro del átomo. El 19 de abril de 1906 ocurrió su deceso en París, a causa de un lamentable accidente.

Marie Sklodowska: (1867-1934). Ella nace en Varsovia, Polonia, el 7 de diciembre. Hija de una familia de recursos escasos. Su padre era un profesor de física en una secundaria, mientras su madre atendía una escuela de niñas. Era una niña precoz, revela una gran memoria, capacidad de concentración y gusto por textos científicos. Aprendió ruso y francés.

En Varsovia trabajo como institutriz, y después como maestra en un colegio de ciencias; en esa época Marie estudió particularmente química, matemáticas y física. Llego a Paris en 1891 para inscribirse en La Sorbona. En 1893 concluyó sus estudios de física y en 1894 obtuvo el segundo lugar en sus estudios de matemáticas. Ese mismo año conoció a Pierre Curie, al conocer se identificó con el por su gusto y afición al estudio de las ciencias. En 1895 contrajeron matrimonio y crearon una pareja de trabajo que asombro a los científicos con sus notables descubrimientos.

Sin embargo su situación económica no vario. Ambos trabajaron en forma dura, pero sin mejores retribuciones y condiciones de vida. Tuvieron una hija en 1897, Irene, que se convirtió en una científica y gano el premio Novel. En 1895 Wilhelm Roentgen había aportado a la investigación científica el descubrimiento de los rayos X, y en 1896con los antecedentes de Henri Becquerel (que los minerales tenían uranio y emitían rayos ), Marie, decidió el tema de su investigación doctoral y pretendió deslindar si los minerales de uranio tenían la cualidad de absorber la luz y posteriormente emitirla, y cuál era la causa que hacía que los minerales emitieran rayos.

Marie recurrió a los instrumentos para medir electricidad inventados por Pierre Curie para detectar las radiaciones que generaba el uranio. A esta característica del uranio se le denominó radioactividad. Marie Curie se dispuso a comprobar si esta propiedad aparecía en otros elementos. En condiciones de gran humildad y heroicidad, Marie trabajó en un pequeño laboratorio donde prosiguió su investigación. Estudió los elementos conocidos y comprobó que, además del uranio, el torio también contenía radioactividad. Después continuó el análisis de una gran variedad de minerales para detectar la radioactividad.

Al estudiar la pecblenda encontró que contenía elementos radioactivos y que producía una luminosidad y rayos similares al uranio. Con este hallazgo Marie estaba frente al descubrimiento de un nuevo elemento. Aquí empezó la parte más ardua y compleja de su investigación: aislar el nuevo elemento. Este trabajo tomó varios años. Marie Curie, con la ayuda de Pierre, después de cuatro años logró aislar dos nuevos elementos radioactivos: el polonio, nombre que le dio en honor a su país, y el radio, que constituía una millonésima parte de la pecblenda, cuyo poder radioactivo era de medio millón más alto que el del uranio.

El matrimonio por su trabajo recibió el premio Nóbel de física en 1903. Impedidos por su salud no pudieron viajar para recibir el premio personalmente. Los Curie descubrieron la radiación y contribuyeron al proceso de extracción del radio. En 1906, el 19 de abril muere Pierre y su esposa decide dedicarse a completar el trabajo iniciado por los dos.

Marie fue nombrada profesora en la catedral de su marido en La Sorbona, siendo la primera mujer que imparte clases en esa institución. En 1910 publicó un tratado fundamental sobre radioactividad; en 1911 recibió el Premio Nóbel de Química, por su descubrimiento del radio y el polonio y por su trabajo para aislar el radio puro y establecer su peso atómico.

En 1912, el gobierno francés creó un centro de investigaciones llamado Instituto Curie de Radio, donde Marie ocupó el cargo de directora. Durante la Primera Guerra Mundial se dedicó a la aplicación del diagnóstico de rayos X.

El 4 de julio de 1934, cerca de Sallanches, acaeció su muerte como resultado de los constantes efectos del radio.

Numero atómico:

Químicamente se define el número atómico como la cantidad de protones existente en el núcleo de un átomo determinado, que en los átomos neutros coincide también con el número de electrones existentes en la corteza. El número atómico es la magnitud que singulariza las propiedades químicas de cada elemento, ya que éstas vienen determinadas fundamentalmente por el número y la distribución de los electrones presentes en las capas superiores de su corteza electrónica. En la literatura científica se representa el número atómico con la letra Z; así, el elemento químico más sencillo, el hidrógeno, tiene como número atómico Z=1 al contar con un único protón, mientras el del helio es Z=2, el del carbono Z=6, el del hierro Z=26, etc. El conjunto total de los elementos químicos conocidos se agrupa en la tabla periódica, donde éstos están dispuestos en orden creciente según su número atómico, de izquierda a derecha y de arriba a abajo. En ocasiones, al describir un elemento se indica su número atómico con un subíndice situado a la izquierda de su símbolo, aunque en realidad colocar ese subíndice es redundante ya que el número atómico del elemento va implícito en su signo; si éste es, por ejemplo, hierro, cuyo símbolo es Fe, sabemos que su número atómico debe ser forzosamente 26, ya que de lo contrario éste no sería hierro sino otro elemento químico diferente.

Número Másico

Número de protones y neutrones existente en el núcleo de un átomo. El número másico recibe este nombre debido a que la masa del átomo se debe casi exclusivamente a los protones y neutrones. Este número, que en la literatura científica se representa con la letra A, suele ser mayor que el número atómico, dado que los neutrones del núcleo proporcionan a éste la cohesión necesaria para superar la repulsión entre los protones.

El número másico es además el indicativo de los distintos isótopos de un elemento. Dado que el número de protones es idéntico para todos los átomos del elemento, sólo el número másico, que lleva implícito el número de neutrones en el núcleo, indica de qué isótopo del elemento se trata. El número másico se indica con un superíndice situado a la izquierda de su símbolo, sobre el número atómico. Por ejemplo, el 1H es el isótopo de hidrógeno conocido como protio. El 2H es el deuterio y el 3H es el tritio. Dado que todos ellos son hidrógeno, el número atómico tiene que ser 1

Isótopos

Se llaman isótopos a cada una de las variedades de un átomo de cierto elemento químico, los cuales varían en el núcleo atómico. El núcleo presenta el mismo número atómico (Z), siendo por lo tanto el mismo elemento, pero presenta distinto número másico (A)

Dicho en otra forma, los diferentes átomos de un mismo elemento, a pesar de tener el mismo número de protones y electrones (+ y -), pueden diferenciarse en el número de neutrones. Porque el número atómico es equivalente al número de protones en el núcleo, y el número másico es la suma total de protones y neutrones en el núcleo, los isótopos del mismo elemento sólo difieren entre ellos en el número de neutrones que contienen.

Los elementos, tal como se encuentran en la naturaleza, son una mezcla de isótopos. La masa atómica que aparece en la tabla periódica es el promedio de todas las masas isotópicas naturales, de ahí que mayoritariamente no sean números enteros.

Representación: Existen dos representaciones para referirse a un determinado isótopo

A

1. Se escribe así: Z X.,

Donde X es el símbolo químico del elemento químico

Z es el número atómico (número de protones)

A es el número másico (neutrones y protones combinados)

1 2 3

Por ejemplo, el H ordinario se escribe 1H, el deuterio es 1H1, y el tritio es 1 H.

2. X - nm ó X - A

Donde X es el símbolo químico del elemento químico

nm ó A son número másico (protones + neutrones)

Un átomo no puede tener cualquier cantidad de neutrones. Hay combinaciones "preferidas" de neutrones y protones, en las cuales las fuerzas que mantienen la cohesión del núcleo parecen balancearse mejor. Los elementos ligeros tienden a tener tantos neutrones como protones; los elementos pesados aparentemente necesitan más neutrones que protones para mantener la cohesión. Los átomos con algunos neutrones en exceso o no los suficientes, pueden existir durante algún tiempo, pero son inestables.

Los átomos inestables son radioactivos: sus núcleos cambian o se desintegran emitiendo radiaciones.

Clases de radiación:

Radiación Representación Carga Masa/ kg velocidad Poder Representativo De penetración Naturaleza De radiación Alfa +2 6.64*10 <10% de c 1 Núcleo de Helio Beta -1 9.11*10 <90% de c 100 Electrón Gamma 0 0 c 1000 Fotones de alta energía Propiedades

Radiación alfa

Tipo de radiación poco penetrante que puede ser detenida por una simple hoja de papel. Rutherford sugiere que los rayos alfa son iones de átomos de Helio (He2+) moviéndose rápidamente, y en 1909 lo demuestra experimentalmente.

Esta es emitida por núcleos de elementos pesados situados al final de la tabla periódica (A >100). Estos núcleos tienen muchos protones y la repulsión eléctrica fuerte, por lo que tienden a obtener N aproximadamente igual a Z, y para ello emite una partícula alfa. En este proceso se desprende mucha energía que se convierte en la energía cinética de la partícula alfa, es decir que estas partículas salen con velocidades muy altas.

En el proceso un núcleo cualquiera de número másico A y número atómico Z, se convierte en otro núcleo Y con número másico A-4 y nº atómico Z-2, y se emite una partícula alfa.

A A-4 2+

Z X ----> Z-2 H + He

Radiación beta

El poder de penetración es mayor que a la de alfa y es frenada por metros de aire, una lámina de aluminio o unos cm de agua. Existen tres tipos de esta radiación:

-Radiación Beta menos: Aparece para cualquier tipo de núcleo, pero es característica de los núcleos de mas neutrones que protones (N>Z) Es un mecanismo usado por los núcleos para llegar a la línea de estabilidad (N aproximadamente igual Z). Consiste en la emisión espontánea de electrones por parte de los núcleos, como explicó Fermi en 1934, esta radiación suponiendo que en la desintegración beta menos, un neutrón se transforma en un protón, un electrón y un antineutrino mediante la reacción:

n0 ----> p+ + e- + antineutrino

Entonces esta emisión da como resultado otro núcleo distinto con un protón más.

-Radiación Beta más: Mediante este mecanismo un núcleo emite espontáneamente positrones, e+, antipartículas del electrón de igual masa pero con carga eléctrica opuesta.

Lo que ocurre es que un protón del núcleo se desintegra dando lugar a un neutrón, un positrón o partícula Beta+ y un neutrino . Así el núcleo se desprende de los protones que le sobran y se acercan a la línea de estabilidad N = Z. Por eso se da en núcleos con exceso de protones.

-Captura electrónica: esta radiación se da en un núcleo con exceso de protones. El núcleo captura un electrón de la corteza electrónica, que se unirá a un protón del núcleo para dar un neutrón.

p+ + e- ----> n0 + neutrino

Radiación gamma

En esta radiacion el núcleo no pierde su identidad. Mediante esta radiación el núcleo se desprende de la energía que le sobra para pasar a otro estado de energía más baja. Emite rayos gamma, o sea fotones muy energéticos. Este tipo de emisión acompaña a las radiaciones alfa y beta.

Es una radiación muy penetrante, atraviesa el cuerpo humano y sólo se frena con planchas de plomo y muros gruesos de hormigón. Al ser tan penetrante y tan energética, de los tres tipos de radiación es la más peligrosa

A * A

Z X Z X + gamma

Reacciones nucleares: son procesos en que se combinan y transforman los núcleos de los átomos . Estas reacciones se pueden dar en forma exotérmicas o endotérmicas advirtiendo a si precisan energía para producirse o la desprenden. A su vez se pueden clasificar en reacciones de fisión nuclear o reacciones de fusión nuclear.

Reacciones de fisión nuclear: consiste en fisionar un núcleo pesado, mediante la absorción de un neutrón. Para estas reacciones se emplea como combustible uranio 235 U, durante este proceso se produce una reacción en cadena, esta puede ser controlada; mediante moderadores en una central nuclear o incontrolada como sucede con las armas nucleares. Para fisionar un núcleo de Uranio 235 este es bombardeado por neutrones, una vez que el núcleo ha absorbido un neutrón se hace inestable razón por la cual se divide dando núcleos más ligeros, energía y neutrones este es el fundamento de la fisión nuclear. Los neutrones liberados tras la fisión de un núcleo son absorbidos por otros núcleos de Uranio 235 repitiendo el proceso anteriormente indicado a este fenómeno se la conoce como reacción en cadena, cuando la reacción es incontrolada no se controla los neutrones que pueden ser absorbidos por los núcleos, mientras que en una reacción controlada y por medio de los moderadores se que controlan los neutrones que pueden se absorbidos por los núcleos. La reacción que indica este proceso es la siguiente:

n + U ! Cs + Rb + n + 200 MeV.

Reacción de Fusión Nuclear: consiste en fusionar dos núcleos ligeros para formar núcleos más pesados. Esta fusión de dos núcleos ligeros libera millones de electrovoltios (MeV). En una reacción de fusión dos núcleos de hidrógeno pesado o deuterones ( H) - isótopo del hidrógeno - se combinan bajo una temperatura de millones de grados C para dar un átomo de Helio 3, un neutrón libre ( n) y 3.2 MeV, que equivalen a 5,1 • 10-13 julios ( J ). En una reacción de fusión típica cada uno de los dos núcleos que reaccionan tiene una carga eléctricamente positiva, y antes de unirse deben superar la repulsión natural que ejercen entre si, la llamada repulsión Couloumb. Esto ocurre cuando la temperatura del gas es suficientemente elevada, entre 50 y 100 millones de grados centígrados. En un gas formado por el isótopo pesado del hidrógeno - deuterio - a esa temperatura se produce la reacción de fusión. La reacción que indica este proceso es la siguiente:

H + H ! He + n + 3,2 MeV.

Este tipo de reacciones, reacciones de fusión nuclear se dan en el interior de las estrellas.

Reacción en cadena: es una sucesión simultanea de reacciones; por ejemplo en las reacciones de fusiones

Reacciones de fusiones en cadena:

Reactores nucleares:

El reactor nuclear es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena, por fisión del uranio u otros elementos fisionables. Por lo que se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la producción normal de energía generada por la sucesivas fisiones. Hay reactores que pueden disipar el calor obtenido por estas fisiones, pero otros ocupan este calor para producir energía eléctrica. Los neutrones pueden emplearse para obtener isótopos radioactivos artificiales con fines experimentales (por ejemplo difracción de neutrones por medio de cristales).

En el núcleo del reactor, donde se encuentra el combustible nuclear (Uranio, Thorio o Plutonio) se produce una reacción en cadena auto sostenida, es decir, los neutrones, al producirse la fisión, liberan calor y dos o tres neutrones, algunos de los cuales repiten el ciclo.

Las barras de control absorben neutrones y se suben o bajan para controlar las reacciones que ocurren en el núcleo y la cantidad de calor producida.

En 1942 fue construido el primer reactor en el mundo operante, en dependencias de la Universidad de Chicago (USA), bajo la atenta dirección del investigador Enrico Fermi. De ahí el nombre de "Pila de Fermi", como se denomino posteriormente a este reactor. Su estructura y composición eran básicas si se le compara con los reactores actuales existentes en el mundo, basando su confinamiento y seguridad en sólidas paredes de ladrillos de grafito.

Los reactores tienes un núcleo, una barra de control, generador de vapor, presionador, vasija, turbina, alternador, bomba, condensador, agua de refrigeración, y contención de hormigón.

El combustible utilizado es material fisionable en ciertas cantidades especificas y dispuesto en forma tal, que permite extraer con rapidez y facilidad la energía generada. El combustible en un reactor se encuentra en forma sólida, siendo el más utilizado el Uranio bajo su forma isotópica de U-235. Sin embargo, hay elementos igualmente fisionables, como por ejemplo el Plutonio que es un subproducto de la fisión del Uranio.

En todo el mundo se han construido diferentes tipos de reactores (caracterizados por el combustible, moderador y refrigerante empleados) para la producción de energía eléctrica. Por ejemplo, en Estados Unidos, con pocas excepciones, los reactores para la producción de energía emplean como combustible nuclear óxido de uranio isotópicamente enriquecido, con un 3% de uranio 235. Como moderador y refrigerante se emplea agua normal muy purificada. Un reactor de este tipo se denomina reactor de agua ligera (RAL).

Hay reactores de dos tipos:

-Los de investigaciones, en los que se utiliza los neutrones generados en la fisión para producir radioisótopos o bien para realizar diversos estudios de materiales.

-Y los reactores de potencia que utilizan el calor generado en la fisión para producir energía eléctrica, desalinización de agua de mar, calefacción, o bien para sistemas de propulsión.

También hay otros criterios para clasificar los reactores:

-Según la velocidad de los neutrones que emergen de las reacciones de fisión. Se habla de reactores rápidos o bien reactores térmicos.

-Según el combustible utilizado. Hay reactores de Uranio natural ( la proporción de Uranio utilizado en el combustible es muy cercana a la que posee en la naturaleza), de Uranio enriquecido (se aumenta la proporción de Uranio en el combustible).

-Según el moderador utilizado. Se puede utilizar como moderador el agua ligera, el agua pesada o el grafito.

-Según el refrigerante utilizado. Se utiliza como refrigerante el agua (ligera o pesada), un gas (anhídrido carbónico, aire), vapor de agua, sales u otros líquidos. Estos materiales pueden actuar en cierto tipo de reactores como refrigerante y moderador a la vez.

Los reactores de potencia mas usados en el mundo: el Reactor de Agua en Ebullición y el Reactor de Agua a Presión.

Modelos atómicos:

El modelo Joseph John Thomson, a principios del siglo XX era comúnmente aceptado, propuso que la carga positiva era necesaria para contrarrestar la carga negativa de los electrones en un átomo neutro estaba en forma de nube difusa, de manera que el átomo consistía en una esfera de carga eléctrica positiva, en la cual estaban embebidos los electrones en número suficiente para neutralizar la carga positiva.

Sus propiedades eran: que los electrones eran como una ciruela incrustados en un pudín de materia positiva que era el núcleo del átomo

El modelo atómico de Rutherford: el propone que los protones y neutrones eran el núcleo central del átomo (y por tanto allí se concentraba toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo) y que los electrones, la corteza, giraban alrededor del núcleo en orbitas circulares, deforma similar a como los planetas giran alrededor del sol. -27

Las propiedades de este modelo son que el protón pesa 1,.673*10 kgr que-31 corresponde a 1840 veces la masa del electrón por que el electrón tan solo pesa 9,1091* 10 .

Modelo atómico de Bohr: En éste modelo esta basado en sus postulados

Postulados de Borh:

• En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo bajo la influencia de la atracción de Coulomb entre el electrón y el núcleo y obedece a las leyes de la mecánica clásica.

• Pero, de la infinidad de órbitas que permite la mecánica clásica, el electrón puede moverse sólo en las que el impulso angular orbital L es un múltiplo entero de la constante de Planck, h, dividido 2:

L = n (h/2) n=1, 2, 3, …

• A pesar de que el electrón se encuentra constantemente sujeto a una aceleración, se mueve en una órbita permitida sin radiar energía electromagnética. Así su energía total E permanece constante. El electrón no emite energía a pesar de estar acelerado; postula la mecánica cuántica.

• Un electrón emite radiación electromagnética cuando al moverse inicialmente en una órbita con energía total Ei, cambia discontinuamente su movimiento, y se mueve en una órbita de energía total Ef. La frecuencia de la radiación emitida es igual a la diferencia de energías (Ei - Ef.) dividida en la constante de Plank

Cada nivel energético a cada orbita le da un valor del uno al siete(números enteros), que se representan con la letra “n” que recibe el nombre de Numero cuantico principal. Con este numero calculo las distancias que separa al núcleo de cada orbita permitidas al átomo de H

Representación de las órbitas

n distancia 1 0,53 Å 2 2,12 Å 3 4,76 Å 4 8,46 Å 5 13,22 Å 6 19,05 Å 7 25,93 Å

Introducción:

En este trabajo veremos una parte de la química nuclear. La química nuclear contiene todo lo que es referido a reacciones químicas por lo tanto aquí se describe ciertos conceptos relacionados con esta materia

También veremos algunos científicos que se han destacados en esta ciencia, que dieron forma a la química que conocemos ahora, ya que hicieron grandes descubrimientos que son utilizados hasta hoy en día, y otros que a lo mejor se equivocaron en algunas hipótesis pero igual aportaron.

También veremos la importancia que tienen los reactores nucleares y las ventajas y desventajas que estas maquinarias producen

Conclusión:

Como nos pudimos dar cuenta en un siglo la química avanzo mucho y se descubrieron grandes fenómenos de los átomos que se utilizan en favor de la humanidad como son los rayos X descubiertos por Marie Curie y los reactores nucleares que sirven para otorgar energía. Pero lamentablemente también contra la humanidad y el mundo en que vivimos, debido a la grave contaminación que se produce por los desperdicios radiactivos, y por que a raíz de la reacción nuclear se creo una de las peores armas inventadas por el hombre que es la bomba nuclear, que deja una catástrofe ecológica, que no solo afecta a la vida existente ahí, sino también a las generaciones siguientes.

Esperemos que las siguientes investigaciones que hagan sobre la química nuclear y los resultados que den sean en favor de la vida, y que las personas tomemos conciencia sobre este tema y del gran daño que podemos causar al no tomar las medidas necesarias con todo lo referido en este trabajo.

Índice:

Pagina

Introducción 3

Bibliografías de: -Antoine César Becquerel 4

-Marie y Pierre Curie 4

Numero Atómico 5

Numero Masico 5

Isótopos 6

Clases de Radiaciones: -Alfa 7

-Beta

-Gamma

Reacciones nucleares

Reactores nucleares

Modelo atómico de: -Thomson

-Rutherford

-Borh

ventajas y desdentabas de la radioactividad

Conclusión