E.3 · Desintegración radiactiva

Muchos núcleos atómicos son inestables y se transforman espontáneamente emitiendo radiación. Este capítulo cubre los tres tipos de desintegración (α, β, γ), las fuerzas nucleares que los gobiernan y, en NS, la ley exponencial cuantitativa con la constante de desintegración $\lambda$ y la vida media $T_{1/2}$.

1. Comprensiones IB (syllabus 2025)

Al terminar este capítulo deberías ser capaz de:

1. Distinguir núclidos e isótopos; usar la notación ${}_Z^{A}X$.
2. Identificar las fuerzas fundamentales que actúan en el núcleo: fuerza nuclear fuerte (estabiliza), electromagnética (repulsión entre protones), nuclear débil (responsable de la desintegración β).
3. Describir las propiedades de las radiaciones α, β y γ: naturaleza, carga, masa, poder ionizante, poder de penetración, deflexión en campos E y B.
4. Escribir y balancear ecuaciones nucleares de desintegración α, β⁻, β⁺ y γ.
5. Reconocer la aleatoriedad del proceso y la naturaleza exponencial de la disminución del número de núcleos.
6. Definir actividad (en Bq) y vida media ($T_{1/2}$).
7. (NS) Aplicar la ley de desintegración $N=N_0{e}^{-\lambda t}$ y $A=A_0{e}^{-\lambda t}$, y la relación $T_{1/2}=\ln 2/\lambda$.
8. (NS) Resolver problemas de datación radiactiva (carbono-14, U/Pb).
9. Explicar la existencia del neutrino/antineutrino como necesidad de conservación de energía y momento en β.