Tema 4 - Modos de desintegración radiactiva
Fernando Canales Melgarejo
1 Modos de desintegración radioactiva
Los modos de desintegración radiactiva son procesos mediante los cuales los núcleos inestables
liberan energı́a para alcanzar un estado más estable. Los principales modos son:
1. Emisión alfa (α): El núcleo emite una partı́cula alfa (dos protones y dos neutrones, equivalente
a un núcleo de helio), reduciendo su número atómico en 2 y su número másico en 4.
2. Emisión beta (β − ): Un neutrón del núcleo se convierte en un protón, emitiendo un electrón
(β − ) y un antineutrino. Esto aumenta el número atómico en 1, pero el número másico permanece
igual.
3. Captura de electrón: El núcleo captura un electrón de una capa interna, combinándolo con
un protón para formar un neutrón, reduciendo el número atómico en 1.
4. Emisión de positrones (β + ): Un protón se convierte en un neutrón, emitiendo un positrón
(β + ) y un neutrino, reduciendo el número atómico en 1.
5. Emisión gamma (γ): Un núcleo excitado emite radiación electromagnética (γ) sin cambiar su
composición, solo liberando exceso de energı́a.
6. Fisión espontánea: El núcleo se divide en dos o más fragmentos más pequeños, liberando
neutrones y energı́a.
7. Emisión de neutrones: En ciertos casos, un núcleo emite neutrones libres, reduciendo el
número másico.
2 Desintegración alfa
Las partı́culas α son núcleos de 4 He (sistema ligado de 2 protones y 2 neutrones):
• Generalmente se emiten por núcleos muy pesados (demasiados nucleones para ser estables).
• La emisión α frente a la de nucleones individuales está favorecida por su gran energı́a de ligadura.
• El núcleo padre se transforma a través de la reacción:
A
Z XN →A−4 4
Z−2 YN −2 +2 He2 (1)
1
, La emisión alfa se explica teóricamente a través del efecto tunel a través de la barrera de potencial
del núcleo:
• Esto explica que el espectro de energı́a sea monoenergético (generalmente entre 4 - 6 MeV).
• Cuanto mayor energı́a, mayor probabilidad de transmisión y menor vida media.
• Esto explica también por qué generalmente el hijo queda en el estado fundamental.
• Estados excitados del núcleo hijo también son posibles (espectro con varias lineas).
Las fuentes alfa más comunes:
Debido a su doble carga +2e, el alcance R de las partı́culas α en la materia es pequeño.
En el aire, una partı́cula alfa de 5 MeV penetra solo unos pocos centı́metros.
Fuentes delgadas para minimizar la pérdida de energı́a y absorción (electrodeposición metálica).
3 Desintegración beta
La desintegración beta es un proceso radiactivo en el que un núcleo inestable emite partı́culas para
transformarse en un núcleo más estable. Existen dos tipos principales:
2
Fernando Canales Melgarejo
1 Modos de desintegración radioactiva
Los modos de desintegración radiactiva son procesos mediante los cuales los núcleos inestables
liberan energı́a para alcanzar un estado más estable. Los principales modos son:
1. Emisión alfa (α): El núcleo emite una partı́cula alfa (dos protones y dos neutrones, equivalente
a un núcleo de helio), reduciendo su número atómico en 2 y su número másico en 4.
2. Emisión beta (β − ): Un neutrón del núcleo se convierte en un protón, emitiendo un electrón
(β − ) y un antineutrino. Esto aumenta el número atómico en 1, pero el número másico permanece
igual.
3. Captura de electrón: El núcleo captura un electrón de una capa interna, combinándolo con
un protón para formar un neutrón, reduciendo el número atómico en 1.
4. Emisión de positrones (β + ): Un protón se convierte en un neutrón, emitiendo un positrón
(β + ) y un neutrino, reduciendo el número atómico en 1.
5. Emisión gamma (γ): Un núcleo excitado emite radiación electromagnética (γ) sin cambiar su
composición, solo liberando exceso de energı́a.
6. Fisión espontánea: El núcleo se divide en dos o más fragmentos más pequeños, liberando
neutrones y energı́a.
7. Emisión de neutrones: En ciertos casos, un núcleo emite neutrones libres, reduciendo el
número másico.
2 Desintegración alfa
Las partı́culas α son núcleos de 4 He (sistema ligado de 2 protones y 2 neutrones):
• Generalmente se emiten por núcleos muy pesados (demasiados nucleones para ser estables).
• La emisión α frente a la de nucleones individuales está favorecida por su gran energı́a de ligadura.
• El núcleo padre se transforma a través de la reacción:
A
Z XN →A−4 4
Z−2 YN −2 +2 He2 (1)
1
, La emisión alfa se explica teóricamente a través del efecto tunel a través de la barrera de potencial
del núcleo:
• Esto explica que el espectro de energı́a sea monoenergético (generalmente entre 4 - 6 MeV).
• Cuanto mayor energı́a, mayor probabilidad de transmisión y menor vida media.
• Esto explica también por qué generalmente el hijo queda en el estado fundamental.
• Estados excitados del núcleo hijo también son posibles (espectro con varias lineas).
Las fuentes alfa más comunes:
Debido a su doble carga +2e, el alcance R de las partı́culas α en la materia es pequeño.
En el aire, una partı́cula alfa de 5 MeV penetra solo unos pocos centı́metros.
Fuentes delgadas para minimizar la pérdida de energı́a y absorción (electrodeposición metálica).
3 Desintegración beta
La desintegración beta es un proceso radiactivo en el que un núcleo inestable emite partı́culas para
transformarse en un núcleo más estable. Existen dos tipos principales:
2
