Acerca de este experimento
Nunca se puede saber cuándo se desintegrará un núcleo radiactivo. Podría ocurrir en el siguiente segundo o dentro de mil años. Sin embargo, en una muestra grande, la misma proporción de núcleos se desintegra en cada intervalo de tiempo igual, por lo que la cantidad restante se reduce a la mitad una y otra vez a un ritmo constante. Ese intervalo es la semivida. Observa cómo se desintegran al azar los núcleos de una muestra, escucha el contador Geiger, compara el resultado con la predicción uniforme y descubre por qué las muestras más grandes se ajustan mejor a la curva.
Objetivos de aprendizaje
- Describe la desintegración radiactiva como un proceso aleatorio
- Define la semivida y dedúcela de una curva de desintegración
- Calcula la cantidad restante después de un número entero de semividas
- Explica por qué la actividad disminuye del mismo modo que el número de núcleos
- Explica por qué las muestras pequeñas se ajustan menos a la predicción que las grandes
Cómo usarlo
- 1Pulsa «Iniciar» y observa. ¿Puedes predecir qué núcleo se desintegrará a continuación?
- 2Usa «Siguiente semivida» tres veces. Anota el número que queda cada vez y compáralo con 400, 200, 100 y 50.
- 3Pulsa «Nueva muestra» varias veces con 100 núcleos. ¿Cuánto cambia la semivida medida? Repite con 1600 núcleos.
- 4Cambia el gráfico a «Actividad». ¿Cómo cambia la actividad después de cada semivida?
- 5Cambia el isótopo. ¿Cambia la forma del gráfico o solo la escala de tiempo?
- 6Activa los clics del contador Geiger y escucha cómo disminuye la tasa de conteo a medida que se desintegra la muestra.
El modelo
Supuestos
- Cada núcleo se desintegra de forma independiente con la misma probabilidad por unidad de tiempo. Los tiempos de desintegración se generan mediante un generador aleatorio con una semilla fija, por lo que cada número de muestra siempre da el mismo resultado.
- El tiempo se mide en semividas y se convierte en segundos, días o años para el isótopo elegido. La velocidad de reproducción solo cambia la rapidez con la que avanza el reloj en pantalla.
- Los productos de la desintegración no son radiactivos en este caso. Las cadenas de desintegración reales, como la del uranio-238, contienen muchos descendientes radiactivos.
- No hay radiación de fondo, y el contador Geiger detecta todas las desintegraciones.
Pruébalo en clase
- Q1Una muestra de yodo-131 tiene una actividad de 800 Bq. ¿Cuál será su actividad después de 24 días?
- Q2¿Después de cuántas semividas queda menos del 1 % de la muestra?
- Q3Un trozo de madera contiene el 25 % del carbono-14 de la madera viva. ¿Qué edad tiene?
- Q4¿Por qué es imposible decir exactamente cuándo se desintegrará un solo núcleo, aunque se conozca con precisión el período de semidesintegración?
- Q5¿Por qué se utilizan isótopos con períodos de semidesintegración cortos para los trazadores médicos en vez de isótopos con períodos largos?
Preguntas frecuentes
¿Aumenta la probabilidad de que un núcleo se desintegre a medida que envejece?
No. Un núcleo no envejece. La probabilidad de que se desintegre en el siguiente segundo es la misma tanto si se formó hace un instante como hace mil millones de años. Por eso se desintegra la misma proporción en cada período de semidesintegración.
¿Por qué el período de semidesintegración medido no es exactamente 1?
Porque la desintegración es aleatoria. En una muestra de 100 núcleos, el tiempo que tardan en desintegrarse 50 varía de una muestra a otra. Cuantos más núcleos haya, menor será la variación; las muestras reales contienen miles de millones de miles de millones de núcleos, por lo que siguen la curva casi exactamente.
¿Pueden el calentamiento o la presión cambiar el período de semidesintegración?
Prácticamente no. La desintegración radiactiva ocurre dentro del núcleo, y las temperaturas, presiones y reacciones químicas habituales apenas la afectan. Esto es lo que hace fiable la datación radiactiva.