Desintegración alfa
La desintegración alfa o decaimiento alfa es una variante de desintegración radiactiva por la cual un núcleo atómico emite una partícula alfa y se convierte en un núcleo con cuatro unidades menos de número másico y dos unidades menos de número atómico.
Todo el helio existente en la Tierra se origina mediante desintegración alfa de elementos radiactivos.
Debido a esto suele encontrarse en depósitos minerales ricos en uranio o en torio.
El rango de energías a los que los núcleos emiten las partículas,
Aunque las partículas alfa tienen una carga +2 e, esto no suele mostrarse porque una ecuación nuclear describe una reacción nuclear sin considerar los electrones, una convención que no implica que los núcleos se den necesariamente en átomos neutros.
Teóricamente, sólo puede ocurrir en núcleos algo más pesados que el níquel (elemento 28), donde la energía de enlace global por nucleón ya no es máxima y los nucleidos son, por tanto, inestables hacia procesos de tipo fisión espontánea.
La desintegración alfa es, con diferencia, la forma más común de desintegración en cúmulos, en la que el átomo padre expulsa una colección definida de nucleones hija, dejando atrás otro producto definido.
Debido a su masa relativamente grande, a la carga eléctrica de +2 e y a su velocidad relativamente baja, es muy probable que las partículas alfa interactúen con otros átomos y pierdan su energía, y su movimiento hacia adelante puede ser detenido por unos pocos centímetros de aire.
Está formado por protones y neutrones, unidos entre sí por la interacción fuerte, la cual permite que el núcleo se mantenga estable pese a la repulsión electrostática entre los protones.
La cantidad de protones en el núcleo determina el elemento químico al que pertenece.
Una curiosidad es por qué las partículas alfa, núcleos de helio, deberían emitirse preferentemente frente a otras partículas como una única protones o neutrones o otros núcleos atómicos.
Se puede pensar que una partícula alfa dentro del núcleo se encuentra dentro de una barrera de potencial cuyas paredes están 25 MeV por encima del potencial en el infinito.
Sin embargo, las partículas alfa en desintegración sólo tienen energías de unos 4 a 9 MeV por encima del potencial en el infinito, mucho menos que la energía necesaria para superar la barrera y escapar.
La teoría del túnel cuántico de la desintegración alfa, desarrollada independientemente por George Gamow[3] y por Ronald Wilfred Gurney y Edward Condon en 1928,[4] fue aclamado como una confirmación muy sorprendente de la teoría cuántica.
Gurney y Condon hicieron la siguiente observación en su artículo al respecto: Hasta ahora ha sido necesario postular alguna "inestabilidad" arbitraria especial del núcleo, pero en la nota siguiente se señala que la desintegración es una consecuencia natural de las leyes de la mecánica cuántica sin ninguna hipótesis especial.... Se ha escrito mucho sobre la violencia explosiva con la que la partícula α es expulsada de su lugar en el núcleo.
La teoría supone que la partícula alfa puede considerarse una partícula independiente dentro de un núcleo, que está en constante movimiento pero retenida dentro del núcleo por una interacción fuerte.
Sin embargo, si la probabilidad de escape en cada colisión es muy pequeña, la vida media del radioisótopo será muy larga, ya que es el tiempo necesario para que la probabilidad total de escape alcance el 50%.
Todos los demás números de masa (isóbaros) tienen exactamente un isótopo estable teórico.
Se utiliza en el tratamiento de metástasis esqueléticas (cánceres en los huesos).
Al ser relativamente pesadas y cargadas positivamente, el recorrido libre medio de las partículas alfa es muy corto, y a poca distancia de la fuente pierden rápidamente su energía cinética.
Tocar una fuente α suele no ser dañino, pero -según sea la cantidad incorporada al organismo- su ingestión, inhalación o introducción en el cuerpo pueden serlo.
La principal fuente natural de radiación alfa que nos afecta en la corteza terrestre es el radón, gas radiactivo existente en el suelo, el agua, el aire y varios tipos de rocas.
A su vez, estos productos continúan desintegrándose y emitiendo partículas alfa, que pueden dañar las células pulmonares.
Trabajó frecuentemente con radio, que decae en radón,[10] y a su vez se desintegra en otros elementos radiactivos emisores de rayos beta y gamma.
