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Nº 775. Viernes, 25 de enero de 2019

desintegración beta

frase sustantiva femenina
Física Nuclear Transformación nuclear radioactiva gobernada por la fuerza débil en la cual un nucleón (como un neutrón) se convierte en el otro tipo de nucleón (como un protón) con la emisión de un electrón o positrón y un neutrino, lo que resulta en un cambio en el número atómico del núcleo de +1 o -1.

Inglés: beta decay.

Etimología

Recibió este nombre por ser un tipo de desintegración nuclear que emite una partícula beta.

Fuentes

Merriam-Webster. Dictionary of the English Language: beta decay.

La desintegración beta

La desintegración beta comprende tres procesos de desintegración radioactiva mediante los cuales ciertos núcleos atómicos inestables disipan espontáneamente un exceso de energía y experimentan un cambio de una unidad de carga positiva sin cambio alguno en el número de masa.

Los tres procesos reciben el nombre de emisión electrónica (emisión de un electrón), emisión positrónica (emisión de un positrón o electrón positivo) y captura electrónica (captura de un electrón).

La desintegración beta fue denominada así en 1899, por Ernest Rutherford, cuando observó que la radioactividad no era un fenómeno simple. A los rayos menos penetrantes los llamó rayos alfa y a los más penetrantes, rayos beta.

La mayoría de las partículas beta son emitidas a velocidades cercanas a la de la luz.

Todos los átomos más pesados que el hidrógeno común tienen un núcleo consistente de protones y neutrones (partículas cargadas positiva y negativamente, respectivamente), rodeado por electrones de carga negativa; estos electrones orbitales no están involucrados en la emisión de electrones.

En la emisión electrónica, también llamada desintegración beta negativa (simbolizada como desintegración β-), un núcleo inestable emite un electrón enérgico (de masa relativamente despreciable) y un antineutrino (sin masa de reposo), con lo que un neutrón de este núcleo se vuelve un protón que permanece en el núcleo. De esa manera, la desintegración beta resulta en un núcleo cuyo número atómico (número de protones) es una unidad mayor que el del núcleo original, pero cuyo número de masa (número total de protones y neutrones) es el mismo. Por ejemplo, el hidrógeno-3 (número atómico 1, número de masa 3) se convierte en helio-3 (número atómico 2, número de masa 3). La energía perdida por el núcleo se la llevan el electrón emitido y el antineutrino, así que las partículas beta emitidas por un material radioactivo tienen una energía que va de cero a un valor máximo distintivo, característico del material inestable original.

En la emisión positrónica, también llamada desintegración beta positiva (simbolizada como desintegración β+), un protón del núcleo original se transforma en un neutrón, que permanece en el núcleo, y emite un positrón —que es una partícula positiva similar a un electrón ordinario en cuanto a masa, pero de carga opuesta— y un neutrino, que no tiene masa. Así, la desintegración beta positiva produce un núcleo resultante cuyo número atómico es una unidad menor que el original y cuyo número de masa es el mismo. La emisión de positrones fue observada por primera vez por Irène y Frédéric Joliot-Curie en 1934.

En la captura electrónica, un electrón que orbita alrededor del núcleo se combina con un protón del núcleo para producir un neutrón, que permanece en el núcleo, y un neutrino, que es emitido. En la mayoría de los casos, el electrón capturado proviene de la capa electrónica más interna, o capa K, que rodea al átomo; por esta razón, a este proceso se le llama con frecuencia captura K. Al igual que en la emisión positrónica, la carga nuclear positiva —y, por lo tanto, el número atómico— se reduce en una unidad, mientras que el número de masa permanece igual.

Cada elemento químico consiste de un conjunto de isótopos cuyos núcleos tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. Dentro de cada conjunto, los isótopos de masa intermedia son estables —o, al menos, más estables que el resto. Para cada elemento, los isótopos más ligeros —aquellos deficientes en neutrones—, generalmente tienden a estabilizarse mediante la emisión positrónica o la captura electrónica, mientras que los isótopos más pesados —aquellos ricos en neutrones— usualmente se acercan a la estabilidad mediante la emisión electrónica.

En comparación con otras formas de radioactividad, tales como la desintegración gamma o la desintegración alfa, la desintegración beta es un proceso relativamente lento. Las vidas medias de las desintegraciones beta nunca son menores que unos pocos milisegundos.

Fuentes

Encyclopedia Britannica (2010). beta decay.

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