Desintegración alfa, beta y gamma

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.

Se le puede considerar emisión espontánea de núcleos de Helio-4 (4He2+), en adelante partículas α, a partir de núcleos de átomos más pesados, mediante un proceso de fisión nuclear espontanea. Este tipo de desintegración es típico únicamente de los núcleos atómicos muy pesados.
La secuencia de este fenómeno de desintegración se representa mediante la ecuación siguiente:



Con el uranio 238, por ejemplo:   

DESINTEGRACIÓN BETA
La desintegración beta, emisión beta o decaimiento beta es un proceso mediante el cual un nucleido o núclido inestable emite una partícula beta (un electrón o positrón) para compensar la relación de neutrones y protones del núcleo atómico. Esta desintegración viola la paridad.
Cuando la relación entre el número de protones y el número de neutrones es inestable, algunos neutrones se convierten en protones, o viceversa. En este tipo de desintegración, el número de neutrones y protones, o número másico, permanece estable, ya que la cantidad de neutrones disminuye una unidad y la de protones aumenta así mismo una unidad. El resultado del decaimiento beta es un núcleo en que el exceso de neutrones o protones se ha corregido en dos unidades y por tanto resulta más estable.

Desintegración β
Un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico:
Ejemplo:    14 6C → 14 7N + e
Desintegración β+
Un protón deviene en un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico:

Ejemplo:   23 12Mg → 23 11Na + e+


Diagrama de Feynman, de una desintegración β–. Mediante este proceso un neutrón puede convertirse en protón. En la figura uno de los tres quarks del neutrón de la izquierda (quark d, en azul), emite un bosón W- y pasa a ser un quark (u). El bosón emitido (W-) se desintegra en un antineutrino y un electrón.

RADIACIÓN GAMMA
La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran violencia.

Aniquilación de un par positrón-electrón con radiación gamma


Los rayos gamma se producen por desexcitación de un nucleón de un nivel o estado excitado a otro de menor energía y por desintegración de isótopos radiactivos.


Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo cual se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.


ENERGÍA DE DESINTEGRACIÓN
La energía de desintegración es la diferencia de energía existente entre las partículas iniciales y las finales de un proceso de desintegración. Se aplica la relación entre la masa y la energía:
 E=mc^{2}\,\!

E = (masa de los partículas iniciales - masa de las partículas finales) · c²


Si la energía, E es positiva, la reacción es exoérgica o exotérmica; si es negativa la reacción es endoérgica o endotérmica.