Problema resuelto de Física: Radiactividad y desintegraciónSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2018 · Junio · Opción B

Radiación alfa. Son núcleos de helio, ${}^{4}_{2}\text{He}$: dos protones y dos neutrones. La emiten núcleos pesados, salen con poca velocidad comparada con otras radiaciones, son muy ionizantes y poco penetrantes (los detiene una hoja de papel). El núcleo que la emite pierde 4 unidades de número másico y 2 de número atómico:$${}^{A}_{Z}\text{X} \longrightarrow {}^{A-4}_{Z-2}\text{Y} + {}^{4}_{2}\text{He}$$Radiación beta menos. Son electrones rápidos que se forman en el núcleo cuando un neutrón se transforma en un protón ($n \to p + e^- + \bar\nu_e$). Son más penetrantes que las alfa (las detiene una lámina de aluminio de pocos milímetros). El número másico no cambia y el atómico aumenta en 1:$${}^{A}_{Z}\text{X} \longrightarrow {}^{A}_{Z+1}\text{Y} + {}^{0}_{-1}e + \bar\nu_e$$Emisión alfa del polonio.$${}^{218}_{84}\text{Po} \longrightarrow {}^{214}_{82}\text{Pb} + {}^{4}_{2}\text{He}$$Conservación del número másico: $218 = 214 + 4$. Conservación de la carga: $84 = 82 + 2$. Se obtiene plomo-214.

Emisión beta menos del plomo.$${}^{214}_{82}\text{Pb} \longrightarrow {}^{214}_{83}\text{Bi} + {}^{0}_{-1}e + \bar\nu_e$$Conservación: $214 = 214 + 0$ y $82 = 83 - 1$. Se obtiene bismuto-214.

Balance de las dos emisiones. En total el número másico baja en 4 y el número atómico baja en $2 - 1 = 1$:$$A = 218 - 4 = 214,\qquad Z = 84 - 2 + 1 = 83$$(El resultado es el mismo si la emisión beta ocurre primero: ${}^{218}_{85}\text{At}$ y luego ${}^{214}_{83}\text{Bi}$.)