La Radioactivitat: Fonaments, Tipus i Processos Nuclears

La Radioactivitat i els Nuclis Inestables

Els nuclis inestables (per excés o defecte de neutrons) tendeixen a ser estables mitjançant un procés espontani de desintegració, en el qual s'alliberen partícules i energia (radiació). Aquest fenomen va ser descobert per Henri Becquerel, Marie Curie i Pierre Curie.

Definició de Radioactivitat

La radioactivitat és el fenomen que consisteix en el fet que hi ha nuclis inestables que es van transformant espontàniament en nuclis estables. Durant la desintegració, alliberen radiació. Els nuclis inestables s'anomenen nuclis radioactius.

Tipus de Radiació i Partícules Emeses

• Alfa: Partícula emesa: 2 neutrons i 2 protons; Càrrega: +; Massa: 4.
• Beta-: Partícula emesa: antineutrí; Càrrega: -; Massa: 1/2000.
• Beta+: Partícula emesa: positró; Càrrega: +; Massa: 1/2000.
• Gamma: Partícula emesa: fotó; Càrrega: No en té; Massa: 0.

Característiques de les Radiacions

La radiació alfa és molt energètica (les partícules alfa surten a altíssima velocitat) i poc penetrant (són partícules amb molta massa).

Desintegració beta-: Conjunt d'electrons a molta velocitat (un neutró es transforma en protó, electró i antineutrí).

Beta+: Conjunt de positrons (antipartícula de l'electró) a molta velocitat.

La radiació beta és més energètica que l'alfa i és més penetrant (té menys massa).

Gamma: Emet radiació gamma, partícules amb energia i sense massa (radiació electromagnètica). És la més perillosa perquè és la més energètica i la més penetrant.

Radioactivitat Natural i Artificial

Radiació Natural: Procés en què els isòtops es desintegren espontàniament a la natura. Cada isòtop radioactiu es caracteritza pel seu període de semidesintegració.

Radiació Artificial: Consisteix a provocar inestabilitat en els nuclis.

Fissió Nuclear

La fissió és el procés en què un nucli gran es trenca en trossos quan el bombardegen amb partícules. S'alliberen 3 neutrons.

Avantatges i Desavantatges de la Fissió

• Avantatges: S'obté molta energia amb poc combustible; bona relació entre energia i cost.
• Desavantatges: És perillosa si es descontrola; genera residus radioactius durant milers d'anys.

Fusió Nuclear i les Estrelles

En les estrelles (que són grans masses d'hidrogen d'altíssima densitat), es fusionen els nuclis d'hidrogen i es forma heli, alliberant l'energia que l'estrella radia cap a l'exterior. Quan l'hidrogen s'esgota, es fusionen altres nuclis i es van formant els altres elements.

Fusió: Procés en què 2 nuclis molt petits (isòtops d'hidrogen) s'uneixen per donar-ne un de més gran (heli).

Avantatges i Desavantatges de la Fusió

• Avantatges: Moltíssima energia; el combustible és barat i abundant; no genera residus radioactius.
• Desavantatges: És molt difícil de controlar; falta de contenidors per a tanta energia.

Període de Semidesintegració

El període de semidesintegració és el temps necessari perquè una mostra es redueixi a la meitat.