Velocidad de desintegración
Cuarto medio - Actividad Nº 50

 

 

1.- ¿Con qué velocidad se desintegra una sustancia radiactiva?

Para saber cuánto va a demorar una sustancia radiactiva en desintegrarse se debe recurrir al concepto de velocidad de desintegración (Vt), que corresponde al número de átomos que se desintegran en un tiempo determinado, es decir:

Vt = ΔN / Δt

Donde ,

ΔN es el número de núcleos radiactivos que se han desintegrado, los que se determinan como la diferencia entre los núcleos radiactivos iniciales (No) y el número de núcleos radiactivos que aún quedan (Nt), de la forma 
ΔN = No - Nt

Δt es el tiempo transcurrido en el proceso de desintegración.

 

Los decaimientos radiactivos corresponden a una ecuación de cinética de primer orden, es decir, su velocidad depende de la concentración de los reactivos elevada a potencia 1, por lo que la velocidad es directamente proporcional al número de núcleos radiactivos presentes, por lo tanto, a mayor número de núcleos radiactivos mayor es la velocidad de desintegración.

Estos núcleos radiactivos pueden presentar distintos grados de inestabilidad en el tiempo, por lo que algunas sustancias radiactivas demoran años en desintegrarse, otras días, inclusive algunas demoran segundos en hacerlo.

El tiempo que demora cada sustancia radiactiva en desintegrarse se conoce con el nombre de vida media.

La vida media de un isótopo radiactivo (T1/2) también conocido como período de semi desintegración, es el tiempo que demora en desintegrarse la mitad de los núcleos de cualquier sustancia radiactiva en relación a su valor inicial.

 

velocidad_desintegracion.jpg (389×316)

 

Así por ejemplo,  si ponemos en la mesa de un laboratorio 300 g de U-238, transcurridos 4,51 x 10 9 años podríamos encontrar solo 150 g de U-238, ya que los otros 150 g se convirtieron en Th-234. Si lo dejamos otros 4,51 x 109 años más, veríamos que ahora solo encontraremos 75 g de U-234, y así sucesivamente.

Cada isótopo tiene un tiempo de vida media característico. Los núcleos que son más inestables son aquellos que tienen tiempos de vida media más cortos y los más estables son aquellos que tienen vidas medias de incluso, millones de años.

Isótopos

K (constante de desintegración)

Vida media (t 1/2)

U - 238

1,54 • 10 -10 años-1

4,51 • 10-9 años

U - 235

9,76 • 10-10 años-1

7,1 • 108 años

C - 14

1,21 • 10-4 años-1

5 730 años

Ra - 226

4,28 • 10-4 años-1

1 620 años

H - 3

0,0564 días-1

12,3 años

Mo - 99

0,0105 años-1

66 días

I - 131

0,0861 años-1

8,05 días

Po - 214

4,23 • 102 s-1

1,64 • 10-4 s

 

2.- ¿Es posible aplicar el concepto de vida media a la datación de objetos antiguos?

Conocer los conceptos alusivos a la velocidad de desintegración de un núcleo radiactivo permite por ejemplo, datar un determinado objeto.

La datación radiactiva permite determinar la edad de objetos  con gran valor arqueológico, basándose en el cálculo de la cantidad relativa o concentración de un isótopo inestable, de media relativamente larga.

velocidad_desintegracion_1.jpg (318×213)

 

De esta manera el conocer la vida media de distintos núcleos ha permitido contar con “relojes atómicos”, para saber con exactitud su edad, dependiendo del isótopo radiactivo que cada científico escoja.

Uno de los isótopos más usados para la datación es el C-14, cuya vida media es de 5730 años y que se origina cuando el átomo de nitrógeno atmosférico o N-14, captura neutrones, generados cuando los rayos cósmicos entran en contacto con la atmósfera de la tierra, generándose además del isótopo C-14, hidrógeno.

velocidad_desintegracion_2.jpg (252×50)

Cuando el C-14 se oxida a CO2, entrando al ciclo del carbono y circulando por la atmósfera, los océanos y la biosfera, dado que las plantas, que son consumidas por los animales, lo absorben y lo transforman en compuestos orgánicos, incorporando así el C-14 a los tejidos vivos, siempre que la planta esté viva.

De esta manera, el porcentaje de C-14 en la atmósfera será igual al porcentaje que corresponde a la planta.  

Cuando la planta muere deja de absorber C-14 y por lo tanto su actividad disminuye, por lo que comienza la desintegración radiactiva nuclear continúa, transformándose en N-14:

velocidad_desintegracion_3.jpg (205×34)

Por lo tanto, al conocer la vida media del C-14 y el porcentaje que aún queda en el objeto a datar, podremos saber en qué momento murió.

Además de la datación por  C-14, también existen datación con U-238, con K-40, con Th-230, entre otros métodos.

 

Creado por Portal Educativo. Fecha: 2017-01-11. Se autoriza uso citando www.portaleducativo.net. Prohibido su uso con fines comerciales.
 
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