Ejercicio resuelto de Física nuclear · Física · 2023

Determine los parámetros $x$ e $y$ en la siguiente reacción de desintegración del isótopo radiactivo I-131 e indique las características de la radiación $\beta^{-}$ y $\gamma$.

${}^{131}_{53}\text{I} \longrightarrow {}^{y}_{x}\text{Xe} + \beta^{-} + \gamma$

En toda reacción nuclear se conservan el número másico y el número atómico. La reacción es:

${}^{131}_{53}\text{I}\longrightarrow{}^{y}_{x}\text{Xe}+\beta^{-}+\gamma$

La partícula $\beta^{-}$ es un electrón, que se escribe ${}^{0}_{-1}\text{e}$, y la radiación $\gamma$ no aporta ni masa ni carga, ${}^{0}_{0}\gamma$.

Conservación del número másico:

$131=y+0+0\Rightarrow y=131$

Conservación del número atómico:

$53=x+(-1)+0\Rightarrow x=54$

El producto es, por tanto, el ${}^{131}_{54}\text{Xe}$. Tiene sentido: en una desintegración $\beta^{-}$ un neutrón del núcleo se convierte en un protón, de modo que el número másico no cambia y el atómico sube una unidad.

$\textbf{Características de la radiación } \boldsymbol{\beta^{-}}\textbf{.}$ Está formada por electrones emitidos por el propio núcleo, con carga negativa y la masa del electrón. Al tener carga, se desvían en los campos eléctricos y magnéticos. Su poder de penetración es intermedio: atraviesan el papel, pero los detiene una lámina de aluminio de unos milímetros. Su poder de ionización también es intermedio, menor que el de las partículas alfa.

$\textbf{Características de la radiación } \boldsymbol{\gamma}\textbf{.}$ Es radiación electromagnética de longitud de onda muy corta, es decir, fotones muy energéticos. No tiene carga ni masa, así que no se desvía en los campos eléctricos ni magnéticos. Es la más penetrante de las tres radiaciones: hacen falta espesores grandes de plomo o de hormigón para frenarla, y es la que menos ioniza. Se emite cuando el núcleo hijo, que ha quedado excitado, se desexcita.