desintegración radiactiva y periodo de semidesintegración mapa conceptual

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La desintegración radiactiva es el proceso por el cual un núcleo inestable emite radiación para alcanzar una configuración más estable. El periodo de semidesintegración indica el tiempo necesario para que la mitad de los núcleos de una muestra se transformen. Este recurso explica los tipos de emisión, la ley de desintegración exponencial, la actividad y ejemplos prácticos como la datación por carbono-14 y los isótopos usados en medicina nuclear.

Tipos de emisión y su efecto en el núcleo
En la desintegración alfa el núcleo emite un núcleo de helio-4, de modo que el número másico disminuye en cuatro unidades y el número atómico en dos. En la desintegración beta menos un neutrón se transforma en un protón, emitiendo un electrón y un antineutrino, con lo que Z aumenta en uno sin cambiar A. En la beta más ocurre lo contrario y se emite un positrón. La emisión gamma no altera A ni Z: el núcleo simplemente libera el exceso de energía en forma de fotones, y suele acompañar a las desintegraciones alfa y beta.

El periodo de semidesintegración y la ley exponencial
El periodo de semidesintegración T½ es el tiempo necesario para que la mitad de los núcleos presentes se desintegren. La desintegración es un proceso estadístico: no se puede predecir cuándo se desintegrará un núcleo concreto, pero sí el comportamiento medio de un gran número de ellos. Por eso la cantidad restante sigue una curva exponencial decreciente, N = N₀ · e^(−λt). Tras dos periodos queda la cuarta parte de la muestra, tras tres la octava parte, y así sucesivamente. La constante λ se relaciona con T½ mediante λ = ln(2)/T½.

Ejemplos de periodos de semidesintegración
Los valores de T½ varían enormemente entre isótopos. El carbono-14 tiene un periodo de unos 5.730 años, lo que lo hace adecuado para datar restos orgánicos de hasta varias decenas de miles de años. El uranio-238, con unos 4.500 millones de años, sirve para estimar la edad de rocas y minerales. En el extremo opuesto, el yodo-131, empleado en medicina nuclear, tiene un periodo de unos ocho días, lo que limita la exposición del paciente. El polonio-214 se desintegra en fracciones de segundo, lo que ilustra la enorme diversidad de comportamientos nucleares.

Actividad y unidades de medida
La actividad de una muestra es el número de desintegraciones por segundo y se mide en becquerelios (Bq), unidad del Sistema Internacional; un becquerelio equivale a una desintegración por segundo. Antiguamente se usaba el curio (Ci), basado en la actividad de un gramo de radio-226. La actividad disminuye con el tiempo siguiendo la misma ley exponencial que el número de núcleos. Para evaluar el efecto biológico de la radiación se emplean otras magnitudes, como la dosis absorbida en grays y la dosis equivalente en sieverts, que pondera el tipo de radiación.