1. ¿Cuáles son las partículas subatómicas?
2. ¿Cuál es la diferencia entre masa atómica y número atómico de 1 elemento químico?
3. ¿Cuál es la ubicación y la carga eléctrica de un electrón, de un protón y de un neutrón?
4. ¿En qué consiste la configuración electrónica de un átomo?
5. ¿Qué es una órbita? ¿Qué es un orbital?
6. ¿Qué es un electrón de Valencia?
7. ¿Cuáles son los números cuánticos?
8. ¿Qué es un isótopo? ¿Para qué se usan?
9. ¿Qué es radiactividad?
10. ¿Qué es la energía nuclear? ¿Qué opinas sobre sus aplicaciones, riesgos y sus beneficios?
11. Forma un equipo con 3 participantes, consulten en fuentes impresas o electrónicas el uso del isótopo radiactivo plomo 212.
12. Averigüen las ventajas y desventajas del uso de los isótopos: yodo 131, cobalto 60, carbono 14 y uranio 235.
La energía nuclear es el producto de la fisión de los átomos radiactivos, en especial del uranio. Este proceso se lleva a cabo en las plantas nucleares. El uranio se bombardea con neutrones, lo que provoca su fisión o rompimiento de sus núcleos atómicos, formándose 2 elementos diferentes. Éste proceso nuclear genera muchísima energía. El calor producido por la fisión del núcleo de los átomos de uranio se utiliza para calentar agua y genera vapor a alta presión. El vapor mueve enormes turbinas que generan electricidad.
Entre los problemas que plantea el uso de 1 recurso como el uranio está en que no es renovable, que no todos los países cuentan con el recurso y deben importarlo.
Investiguen por el equipo formado anteriormente cómo se utiliza la energía nuclear en la medicina y discuten equipo el siguiente dilema:
¿Qué opinas sobre los riesgos y los beneficios de la energía nuclear como fuente de electricidad y como medio de diagnóstico y tratamiento de ciertas enfermedades?
Isótopos y uso cotidiano.
El experimento de Rutherford no sólo condujo al descubrimiento del núcleo atómico para aproximarse a la estructura del átomo, sino que además abrió el camino de investigaciones acerca del núcleo a partir de las emisiones de partículas alfa, veta y rayos gamma
Frederick Soddy (1877-1956) participó con Rutherford en estas investigaciones, y juntos descubrieron que el núcleo constaba de un conjunto inestable de partículas que se descomponía espontáneamente con la emisión de partículas alfa y beta, cambiando el número atómico. Después de diversos experimentos, concluyeron que la inestabilidad correspondía a los neutrones, pues podían dividirse en un protón, que quedaba en el núcleo, y en una partícula Beta, que era expulsada. La partícula Beta es equivalente en carga y masa a un electrón.
Soddy nombró isótopos a los átomos de un mismo elemento que experimentaban esas trasmutaciones y aumentaban el número de protones.
La emisión de radiaciones (alfa, veta o gamma), al descomponerse los neutrones, es la causa de que se les conozca como isótopos radiactivos.
En 1921, Soddy recibió el Premio Nobel de química después de 20 años de valiosas contribuciones sobre la naturaleza de los isótopos. Junto con Rutherford enunció las leyes de las emisiones radiactivas y las cadenas de cómo iban los elementos transformándose en otros.
Para 1932, los estudios de este campo habían avanzado a grandes pasos, pues ya se contaba con herramientas y equipos para el estudio y explicación de los fenómenos de los núcleos atómicos. Para entonces, gracias a los aceleradores de partículas, se había logrado bombardear a los núcleos para introducir neutrones artificialmente y provoca la emisión de radiaciones y el aumento de protones. Con ello, surgieron nuevas inquietudes: obtener átomos de elementos que no existía en la naturaleza y vivir el átomo.
Muchos investigadores comenzaron a trabajar en el bombardeo del uranio, quien el último elemento hasta entonces descubierto, para generar el elemento con el siguiente número atómico. El bombardeo comenzó a hacerse con aceleradores muy potentes y con partículas diversas. En 1937, Emilio Segré (1905-1989) creó el primer elemento artificial, al que nombró tecnecio por haberse obtenido mediante la técnica anterior.
A partir de ese momento, se crearon más elementos y se abrió la puerta para aprovechar la energía asociada con los cambios en el núcleo.
Enrico Fermi (1901-1954) investigaba la posibilidad de crear un elemento artificial que no se encontraba en la naturaleza. Fermi se le ocurrió aprovechar las partículas alfa del gas radón (Rn) que emitía la descomposición radiactiva del radio (Ra) para proyectar las contra una lámina de berilio (Be) mediante un campo eléctrico. Como resultado de este experimento se produjo una reacción en que la partícula alfa chocaba contra el núcleo del berilio y se producía un núcleo de carbono, liberando un neutrón.
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