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Desintegración radiactiva - (16)
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 30 Abr 2015 00:44    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Veo que mientras escribía mi respuesta a Pablo han ido colándose mas mensajes. Me alegra ver que alguien conocía el juego de los dados para entender el decaimiento radiactivo. Con una educación tan mala como la que se imparte aquí no es lo común.

Respecto a la pregunta de Josele, cuya respuesta obviamente conoce:

es lógico pensar que la radiactividad afecte al cristal. Esto ocurre de dos modos: la metamictizazión es la destrucción de la red cristalina por el lento bombardeo por la radiación alfa emitida por uranio y sus descendientes.

Los efectos de la acumulación de plomo por decaimiento del uranio se manifiestan a muy largo plazo y se observan en uraninitas muy antiguas. En ellas puede haber hasta un 20% de PbO, aunque normalmente hay entre un 5 y 10%. La alteración de estas uraninitas puede formar diversos minerales de plomo, no solo minerales de plomo y unanilo, sino también galena y, de ella, cerusita o anglesita. Depende de las condiciones.
El plomo no es compatible con la estructura de la uraninita, induciendo estres en la estructura y favoreciendo no solo la alteración de la uraninita por factores externos sino también provocando auto-oxidación, ya que, curiosamente, la especie producida por decaimiento es PbO2, que es un oxidante fuerte, que oxida el uranio a uranilo.
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Eloi




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MensajePublicado: 30 Abr 2015 01:10    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Cesar M. Salvan escribió:
Me alegra ver que alguien conocía el juego de los dados para entender el decaimiento radiactivo. Con una educación tan mala como la que se imparte aquí no es lo común.
Grácias César,
el juego de los dados se me ha ocurrido, más "a pesar del" que "gracias al" sistema educativo y presupuesto en ciencia de este país. Con este post me he replanteado conceptos que tenia mal aprendidos, de hecho nunca había oído el ejemplo de los dados, pero el modelo propuesto por Pablo no me ha acabado de encajar con las conclusiones que he sacado de lo que has contado. El modelo debía tener un factor probabilístico. Lo primero que me ha venido a la cabeza es un modelo en base a N generadores de números aleatorios ( desviación profesional ), pero he pensado que con dados sería más fácil de comprender.

Muchas gracias a todos.

_________________
Eloi
Other sciences are cool but only geology rocks
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 30 Abr 2015 11:29    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Sí, un juego probabilístico es ideal para entender como decae una muestra radiactiva. Ya sean dados, generando números aleatorios, tirando un conjunto de monedas...

También, por si Pablo quiere seguir jugando con ello, aclaro que la probabilidad de que se desintegre un átomo o un numero de átomos en un periodo de tiempo sigue una distribución de Poisson, no una normal. Es una pequeña diferencia con otros eventos probabilísticos.

Siguiendo con lo que preguntó Josele, adjunto el análisis de la uraninita de Sierra Albarrana. Además de torio, componente usual en uraninitas, se ve una cantidad de plomo que en este caso está en torno al 9%. Este plomo, producto final de la desintegración del uranio, favorece la alteración de la uraninita y luego forma minerales diversos, según las condiciones de alteración, desde galena hasta kasolita, como en este caso.



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nerofis2




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MensajePublicado: 30 Abr 2015 14:45    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Hola, buenas tardes.
En este tema el Cómo está claro, los núcleos se desintegran según una ley exponencial, de tal forma que la velocidad de desintegración se corresponde con una cinética de primer orden. Es un problema que casi todos los años se propone en las pruebas de acceso a la Universidad que se celebran en toda España.
Ahora bien, entrando en cuestiones de más calado filosófico, lo que no sólo no está claro sino que se ignora en su totalidad es el Porqué es así. ¿Cómo sabe un núcleo concreto, en un instante determinado, que es a él al que le toca desintegrarse y no al de al lado o al de más allá?
Un saludo
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 01 May 2015 00:17    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

nerofis2 escribió:
Hola, buenas tardes.
.../...
Ahora bien, entrando en cuestiones de más calado filosófico, lo que no sólo no está claro sino que se ignora en su totalidad es el Porqué es así. ¿Cómo sabe un núcleo concreto, en un instante determinado, que es a él al que le toca desintegrarse y no al de al lado o al de más allá?
Un saludo

Aquí hay poca filosofía.

En primer lugar, hemos de pensar que un gramo de materia tiene, mas o menos, unos 4 cuatrillones de átomos. Realmente… ¿es importante saber cuál se descompone antes?. Es por eso por lo que estudiamos las reacciones desde el cálculo de probabilidades, estimando cosas como la vida media, la velocidad media, etc., que nos hacen comprender el comportamiento de una masa de sustancia observable.

En segundo lugar, comprender una reacción (química o radiactiva) pasa por entender cómo se produce. Como digo siempre, simplifico al máximo aún a costa de perder rigor.

En una reacción uno o varios reactivos originan uno o varios productos.
Para que la reacción ocurra, los reactivos deben ganar energía y activarse, formando un complejo activado, que es una especie intermedia entre reactivos y productos, con más energía que los reactivos de partida, y que es la única que puede evolucionar hacia los productos.

¿Cómo es posible que un reactivo que tiene una energía de 5X forme un “complejo activado” con una energía de 6X?. Esto es posible porque en la naturaleza (por encima del cero absoluto de temperatura y con presiones distintas a 0 atmósferas) todas las partículas se interrelacionan entre si y se encuentran en continuo movimiento: colisionan, vibran y rotan, haciendo que aumenten las probabilidades de que una partícula determinada alcance la energía de activación; es decir, la energía suficiente como para formar un complejo activado que genere un producto de reacción.

La diferencia entre lo que llamamos núcleo estable y núcleo radiactivo está en la energía de activación necesaria para la descomposición del núcleo atómico. Esta energía es extremadamente alta (inalcanzable en las condiciones terrestres) para los núcleos estables y es muy baja para los núcleos muy inestables.

Sin embargo, cuando se estudia el comportamiento de la materia en sistema de altas energías (como las estrellas, las explosiones supernova, etc.) lo que en la Tierra llamamos “núcleos estables”, no son tan estables… En sistemas de muy alta energía (altas temperaturas y radiación) nuestros átomos estables (carbono, oxígeno, etc.) pueden descomponerse tan rápido (o mas) a como lo hace el uranio en la Tierra. Una radiación muy energética puede descomponer cualquier núcleo atómico.
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nerofis2




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MensajePublicado: 01 May 2015 01:18    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Hola, buenas noches.
La teoría del las colisiones y la del complejo activado no son más que modelos teóricos para interpretar los parámetros macroscópicos de una reacción química; que no contestan ni por asomo a la "cuestión filosófica".
Sabemos cómo suceden las transformaciones de un sistema, podemos predecirlas y cuantificarlas, pero estamos muy lejos de saber por qué.
un saludo
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 01 May 2015 15:46    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

nerofis2 escribió:
Hola, buenas noches.
La teoría del las colisiones y la del complejo activado no son más que modelos teóricos para interpretar los parámetros macroscópicos de una reacción química; que no contestan ni por asomo a la "cuestión filosófica".
Sabemos cómo suceden las transformaciones de un sistema, podemos predecirlas y cuantificarlas, pero estamos muy lejos de saber por qué.
un saludo


Hombre sí sabemos exactamente los porqués: cualquier partícula con una energía superior a la de su medio ambiente se muestra inestable y evoluciona, hasta compensar su energía con la del medio.

Conocemos las fuerzas nucleares, las razones por las que se inestabilizan los núcleos atómicos, las reacciones nucleares que se producen, etc.

Lamento haber confundido tu pregunta en mi respuesta anterior, pero…. francamente, no sé cómo se podría aplicar la filosofía a un sistema tan sujeto a reglas de comportamiento, que además han sido demostradas de forma científica.
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prcantos
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MensajePublicado: 01 May 2015 18:27    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Muchas gracias a todos.

Elois: ya está corregido el ejemplo.

Realmente habéis explicado muy bien por qué es una cuestión de probabilidades y no hace falta recurrir a ningún marco holístico ni a tendencias externas para comprenderlo.

En cuanto al papel de la Filosofía aquí pasa lo mismo que en muchas otras ocasiones: a menudo la Ciencia y la Filosofía fijan su interés sobre un mismo objeto de conocimiento, pero lo hacen con propósitos distintos y métodos diferentes. No hace falta que la Filosofía responda a cuestiones científicas, ni la Ciencia a preguntas filosóficas. Cada una lo hace bien en su campo.

_________________
Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
λίθον˛ον απεδοκίμασαν˛οι οικοδομουντες
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nerofis2




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MensajePublicado: 01 May 2015 21:47    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Hola, buenas tardes.
Creo que la cuestión filosófica no se ha interpretado en el sentido que pensé; del porqué y no del cómo.
Que la viabilidad de una transformación dependa de la disminución de su energía libre, no es más que un explicación termodinámica, para interpretar macroscópicamente el Cómo. Sobre los Cómos nadie discute, están más que acreditados en la literatura científica y empiezan a estudiarse en la educación primaria. Con los Cómos somos capaces de enviar una sonda a Marte.
Por otro lado decir que no se trata de una cuestión de probabilidades, se trata, ante nuestra falta de conocimiento, de emplear métodos probabilísticos para interpretar un fenómeno a nivel macroscópico; la desintegración radiactiva, el comportamiento de los gases o cualquier otro.
Lo que llamamos caos o desorden no es más que nuestra limitación para procesar una cantidad casi infinita de datos. Los meteorólogos saben muy bien a qué me refiero.
Por todo esto, cuando se enseña Ciencia, además de los Cómos hay que ir más allá y sembrar en los alumnos la inquietud del Porqué y la humildad de la condición humana porque si no, la Ciencia no avanzaría.
un saludo
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Pepe Moreno




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MensajePublicado: 04 May 2015 10:32    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

No estoy de acuerdo en absoluto con la idea de que no existe una explicación probabilística. Es una forma de atacar el salto micro a macroscópico. Ten en cuenta que de esos 4 cuatrillones de átomos de los que habla Mª Jesús y dadas unas condiciones de temperatura, presión, etc, habrá toda una distribución (posiblemente normal o gaussiana) de energía asociada. Lo que implica que habrá 2 cuatrillones de átomos por encima y otros tantos por debajo de la energía (media) medida en el laboratorio. Imagina que dicha energía es el umbral por encima del cual se produce una reacción, por tanto podemos afirmar que la reacción se da con una probabilidad del 50%.
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 04 May 2015 13:33    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Pepe Moreno escribió:
de esos 4 cuatrillones de átomos de los que habla Mª Jesús .


Hola, solo decir que lo de los 4 cuatrillones fue una errata, de la que acabo de darme cuenta; en realidad quería decir " alrededor de un cuatrillón de átomos".

En efecto Pepe, el concepto de distribución de energías es el que tu has expuesto.
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nerofis2




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MensajePublicado: 04 May 2015 18:25    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva  

Hola, buenas tardes:
No es que no exista una explicación probabilística es que se utilizan los métodos estadísticos para explicar la realidad; como se podría haber empleado cualquier otro. La Termodinámica Estadística es un ejemplo perfecto de lo que refiero.
Una explicación, valga la redundancia, sólo es una explicación cuando es capaz de explicar lo que pretendemos, en caso contrario la abandonamos y buscamos otra. Así de simple, así de difícil.
La distribución no sería gaussiana, respondería a una distribución de Boltzman.
Un saludo
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Pepe Moreno




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MensajePublicado: 05 May 2015 16:07    Título del mensaje: Re: Desintegración radiactiva - (16)  

De acuerdo nerofis2 con tu puntualización, ya que se trata de la combinación de tres variables aleatorias (las tres componentes de la velocidad) con distribución normal. Gracias.
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