Radioactive decay and the three radiations · Desintegración radiactiva y las tres radiaciones
| English | Español |
|---|---|
| radioactivity/ˌreɪdɪəʊækˈtɪvɪti/ | radioactividad |
| radioactive decay/ˌreɪdɪəʊˈæktɪv dɪˈkeɪ/ | decaimiento radiactivo |
| spontaneous/spɒnˈteɪnɪəs/ | espontánea |
| background radiation/ˈbækɡraʊnd ˌreɪdɪˈeɪʃn/ | radiación de fondo |
| radon/ˈreɪdɒn/ | radón |
| cosmic rays/ˈkɒzmɪk reɪz/ | rayos cósmicos |
| count rate/kaʊnt reɪt/ | tasa de conteo |
| alpha/ˈælfə/ | alfa |
| ionising/ˈaɪənaɪzɪŋ/ | ionizante |
| beta/ˈbiːtə/ | beta |
| gamma/ˈɡæmə/ | gamma |
Unstable nuclei
- Some nuclei are unstable — sooner or later they break down and shoot out radiation.
- A Geiger counter clicks as it detects each burst.
- This is radioactivity 放射性, and it comes in three types.
Núcleos inestables
- Algunos núcleos son inestables — con el tiempo se desintegran y emiten radiación.
- Un contador Geiger hace clic al detectar cada ráfaga.
- Esto es la radioactividad 放射性, y existe en tres tipos.
Radioactive decay 放射性衰变
- An unstable nucleus breaks down and gives out radiation — radioactive decay.
- A nucleus may be unstable because it has too many neutrons or is too heavy.
- Decay is spontaneous 自发 (you cannot speed it up or slow it down) and random (you cannot say which nucleus is next, or exactly when).
A Geiger counter detects and counts radiation
Desintegración radiactiva 放射性衰变
- Un núcleo inestable se desintegra y emite radiación: desintegración radiactiva.
- Un núcleo puede ser inestable porque tiene demasiados neutrones o porque es demasiado pesado.
- La desintegración es espontánea 自发 (no se puede acelerar ni frenar) y aleatoria (no se puede predecir qué núcleo será el siguiente ni cuándo exactamente).
Un contador Geiger detecta y cuenta la radiación
Radioactive decay · Desintegración radiactiva
N = N₀·bᵗ
The number of unstable nuclei decays · decae exponentially. · El número de núcleos inestables decae exponencialmente.
Radioactive decay is spontaneous and random. This means: · La desintegración radiactiva es espontánea y aleatoria. Esto significa que:
Spontaneous = not triggered and not controllable; random = you cannot say which nucleus decays next or exactly when. · Espontáneo = no desencadenado y no controlable; aleatorio = no puedes decir qué núcleo se desintegrará a continuación o exactamente cuándo.
Background radiation 背景辐射 and measuring
- Some radiation is around us all the time — background radiation.
- Main sources: radon 氡 gas (usually the biggest), rocks and buildings, food and drink, cosmic rays 宇宙射线 from space.
- A detector and counter give the count rate 计数率 (counts per second or minute).
- To find a source's true rate, subtract the background:
Deflection of radiation in an electric field
Radiación de fondo 背景辐射 y medición
- Parte de la radiación está presente a nuestro alrededor todo el tiempo: radiación de fondo.
- Principales fuentes: gas radón 氡 (generalmente la mayor), rocas y edificios, alimentos y bebidas, rayos cósmicos 宇宙射线 del espacio.
- Un detector y un contador proporcionan la tasa de conteo 计数率 (conteos por segundo o minuto).
- Para hallar la tasa real de una fuente, restamos el fondo:
Deflexión de la radiación en un campo eléctrico
A source reads $250$ counts/min. The background is $30$ counts/min. What is the corrected count rate, in counts/min? · Una fuente marca $250$ cuentas/min. El fondo es $30$ cuentas/min. ¿Cuál es la tasa de conteo corregida, en cuentas/min?
Corrected = measured − background = $250 - 30 = 220$ counts/min. · Corregido = medido − fondo = $250 - 30 = 220$ cuentas/min.
The three types of radiation
- Alpha α粒子 (α) — a helium nucleus (charge $+2$): most ionising 电离, least penetrating — stopped by paper.
- Beta β粒子 (β) — a fast electron (charge $-1$): medium — stopped by a few mm of aluminium.
- Gamma γ射线 (γ) — a high-energy EM wave (no charge): least ionising, most penetrating — only reduced by thick lead.
Los tres tipos de radiación
- Alfa α粒子 (α) — núcleo de helio (carga $+2$): más ionizante 电离, menos penetrante — detenido por papel.
- Beta β粒子 (β) — electrón rápido (carga $-1$): nivel medio — detenido por unos pocos milímetros de aluminio.
- Gamma γ射线 (γ) — onda electromagnética de alta energía (sin carga): menos ionizante, más penetrante — solo atenuada por plomo grueso.
Match each radiation to what stops it. · Empareja cada radiación con lo que la detiene.
Alpha is least penetrating (paper), beta is medium (aluminium), gamma is most penetrating (thick lead only reduces it). · Alpha es el menos penetrante (papel), beta es medio (aluminio), gamma es el más penetrante (el plomo grueso solo reduce su intensidad).
Which radiation is the most ionising but the least penetrating? · ¿Qué radiación es la más ionizante pero la menos penetrante?
Alpha is the most ionising (big +2 charge, slow and heavy) but is easily absorbed — the least penetrating. · Alpha es la más ionizante (gran carga +2, lenta y pesada) pero se absorbe fácilmente —es la menos penetrante.
Deflection and decay equations
- Because α and β are charged, fields deflect them — in opposite directions (the lighter β bends more). Gamma (no charge) is not deflected.
- Alpha decay: lose 2 protons + 2 neutrons, so $A$ falls by 4 and $Z$ by 2.
- Beta decay: a neutron becomes a proton + the emitted electron, so $A$ stays the same and $Z$ rises by 1, e.g. $^{24}_{11}\text{Na} \rightarrow {}^{24}_{12}\text{Mg} + {}^{\ \ 0}_{-1}\beta$.
- Gamma: only energy leaves, so $A$ and $Z$ are unchanged.
Deflexión y ecuaciones de desintegración
- Como α y β tienen carga, los campos las deflectan en direcciones opuestas (la más ligera β se curva más). Gamma (sin carga) no se deflecta.
- Desintegración alfa: pierde 2 protones + 2 neutrones, por lo que $A$ disminuye en 4 y $Z$ en 2.
- Desintegración beta: un neutrón se convierte en un protón + el electrón emitido, por lo que $A$ permanece igual y $Z$ aumenta en 1, ej.: $^{24}_{11}\text{Na} \rightarrow {}^{24}_{12}\text{Mg} + {}^{\ \ 0}_{-1}\beta$.
- Gamma: solo sale energía, así que $A$ y $Z$ permanecen sin cambios.
When a nucleus emits an alpha particle, the nucleon number A and proton number Z change by: · Cuando un núcleo emite una partícula alfa, el número nucleónico A y el número atómico Z cambian en:
An alpha particle is 2 protons + 2 neutrons, so A drops by 4 and Z drops by 2. · Una partícula alfa consta de 2 protones + 2 neutrones, por lo que A baja en 4 y Z baja en 2.
Gamma radiation is deflected by a magnetic field. · La radiación gamma es desviada por un campo magnético.
Gamma rays have no charge, so they are not deflected. Only the charged alpha and beta particles bend in fields. · Los rayos gamma no tienen carga, por lo que no son desviados. Solo las partículas cargadas alfa y beta se curvan en campos.
You've got it
- decay is spontaneous and random; corrected rate = measured − background
- α (He nucleus, +2): most ionising, stopped by paper
- β (electron, −1): medium, stopped by aluminium; γ (EM wave): most penetrating, lead
- α decay: $A{-}4$, $Z{-}2$ · β decay: $A$ same, $Z{+}1$ · γ: no change; only α and β are deflected
Lo has logrado
- la desintegración es espontánea y aleatoria; tasa corregida = medida − fondo
- α (núcleo de He, +2): más ionizante, detenida por papel
- β (electrón, −1): nivel medio, detenida por aluminio; γ (onda EM): más penetrante, plomo
- desintegración α: $A{-}4$, $Z{-}2$ · desintegración β: $A$ igual, $Z{+}1$ · γ: sin cambio; solo α y β se deflectan