Se llama cadena de desintegración al conjunto de los radioisótopos que se generan durante el proceso mediante el cual un isótopo radiactivo decae en otro isótopo (llamado hijo), y este a su vez decae o se desintegra en otro isótopo y así sucesivamente hasta alcanzar un isótopo estable.

Formas de desintegración que dan lugar a las cadenas La forma de decaimiento dependerá de los modos de emisión más probables de cada isótopo, siendo lo más común que sean gamma, beta o alfa.

Existen también posibilidades de otros tipos de desintegración, como por ejemplo la fisión espontánea, la captura electrónica o la emisión de neutrones libres.

Por ejemplo, si un isótopo llamado Uranio-238, que tiene una probabilidad de un 100 % de desintegrarse mediante emisión alfa, como el Uranio tiene 92 protones y 146 neutrones, un decaimiento alfa que implica perder 2 protones y 2 neutrones, haría llegar al núclido con 90 protones y 144 neutrones, es decir, al Torio-234. El elemento químico cambia debido a que es el número de protones (y electrones cuando el elemento se encuentra en un estado neutro eléctricamente) el que determina esto.

Ese isótopo a su vez tampoco es estable, sino que se desintegra mediante un modo beta menos (un neutrón se desintegra en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico), también con un 100 % de probabilidad, tendremos un nuevo isótopo cuando se desintegre con 91 protones y 143 neutrones. Ese isótopo es el Protactinio-234.

Así sucesivamente, hasta llegar al Plomo-206 cuya vida media es demasiado larga para poder ser medida, es decir, un isótopo que se supone estable.

Cadenas de desintegración naturales El ejemplo de cadena que aparece en el apartado anterior es el comienzo de una de las cadenas naturales, es decir, las cadenas radiactivas de elementos que existen desde la existencia de la Tierra en la corteza de la misma.

Hay 4 cadenas de desintegración naturales: 4n, 4n+1, 4n+2 y 4n+3. Esos nombres se dan porque a cualquiera de los integrantes de la cadena radiactiva se le puede restar el número que aparece en la suma y dividirlo por 4, dando siempre un número entero. Ese es además un método para identificar la cadena a la que pertenece un isótopo natural (excepto los cosmogénicos).

4n: Torio-232. 4n+1: Neptunio-237. 4n+2: Uranio-238. 4n+3: Uranio-235.

La 4n+1 ha desaparecido totalmente de la Tierra porque tiene una vida media muchas veces menor que el tiempo de vida de la Tierra. Sin embargo se puede generar el isótopo y toda su cadena radiactiva de forma artificial, utilizando los neutrones producidos en los reactores nucleares o en aceleradores.

Serie del torio

La desintegración del Th-232 se le conoce comúnmente como la familia radiactiva del Torio. En la tabla siguiente, la letra 'a' representa un año típico (365,25 días).

Núclido Modo de desintegración Periodo de semidesintegración Energía desprendida (MeV) Producto de desintegración Th 232 α 1,405·1010 a 4,081 Ra 228 Ra 228 β- 5,75 a 0,046 Ac 228 Ac 228 β- 6,25 h 2,124 Th 228 Th 228 α 1,9116 a 5,520 Ra 224 Ra 224 α 3,6319 d 5,789 Rn 220 Rn 220 α 55,6 s 6,404 Po 216 Po 216 α 0,145 s 6,906 Pb 212 Pb 212 β- 10,64 h 0,570 Bi 212 Bi 212 β- 64.06% α 35.94% 60,55 min 2,252 6.208 Po 212 Tl 208 Po 212 α 299 ns 8,955 Pb 208 Tl 208 β- 3,053 min 4,999 Pb 208 Pb 208 . estable . .

Serie del uranio A la cadena radiactiva del U-238 se la conoce comúnmente como la familia radiactiva del radio.

NúclidoModo de desintegraciónPeriodo de semidesintegraciónEnergía desprendida (MeV)Producto de desintegración U 238 α 4.468·109 a 4,270 Th 234 Th 234 β- 24,10 d 0,273 Pa 234 Pa 234 β- 6,70 h 2,197 U 234 U 234 α 245500 a 4,859 Th 230 Th 230 α 75380 a 4,770 Ra 226 Ra 226 α 1602 a 4,871 Rn 222 Rn 222 α 3,8235 d 5,590 Po 218 Po 218 α 99.98 % β- 0.02 % 3,10 min 6,115 0,265 Pb 214 At 218 At 218 α 99.90 % β- 0.10 % 1,5 s 6.874 2.883 Bi 214 Rn 218 Rn 218 α 35 ms 7.263 Po 214 Pb 214 β- 26.8 min 1.024 Bi 214 Bi 214 β- 99.98 % α 0.02 % 19.9 min 3.272 5.617 Po 214 Tl 210 Po 214 α 0.1643 ms 7.883 Pb 210 Tl 210 β- 1.30 min 5.484 Pb 210 Pb 210 β- 22.3 a 0.064 Bi 210 Bi 210 β- 99.99987% α 0.00013% 5.013 d 1.426 5.982 Po 210 Tl 206 Po 210 α 138.376 d 5.407 Pb 206 Tl 206 β- 4.199 min 1.533 Pb 206 Pb 206 - estable - -

Serie del actinio

NúclidoModo de desintegraciónPeriodo de semidesintegraciónEnergía desprendida (MeV)Producto de desintegración Pu 239 α 2.41·104 a 5.244 U 235 U 235 α 7.04·108 a 4.678 Th 231 Th 231 β- 25.52 h 0.391 Pa 231 Pa 231 α 32760 a 5.150 Ac 227 Ac 227 β- 98.62% α 1.38% 21.772 a 0.045 5.042 Th 227 Fr 223 Th 227 α 18.68 d 6.147 Ra 223 Fr 223 β- 22.00 min 1.149 Ra 223 Ra 223 α 11.43 d 5.979 Rn 219 Rn 219 α 3.96 s 6.946 Po 215 Po 215 α 99.99977% β- 0.00023% 1.781 ms 7.527 0.715 Pb 211 At 215 At 215 α 0.1 ms 8.178 Bi 211 Pb 211 β- 36.1 m 1.367 Bi 211 Bi 211 α 99.724% β- 0.276% 2.14 min 6.751 0.575 Tl 207 Po 211 Po 211 α 516 ms 7.595 Pb 207 Tl 207 β- 4.77 min 1.418 Pb 207 Pb 207 . estable..

Serie del neptunio NúclidoModo de desintegraciónPeriodo de semidesintegraciónEnergía desprendida (MeV)Producto de desintegración Pu 241 β- 14,4 a 0,021 Am 241 Am 241 α 432,7 a 5,638 Np 237 Np 237 α 2,14·106 a 4,959 Pa 233 Pa 233 β- 27,0 d 0,571 U 233 U 233 α 1,592·105 a 4,909 Th 229 Th 229 α 7.54·104 a 5.168 Ra 225 Ra 225 β- 14,9 d 0,36 Ac 225 Ac 225 α 10,0 d 5,935 Fr 221 Fr 221 α 4,8 m 6,3 At 217 At 217 α 32 ms 7,0 Bi 213 Bi 213 α 46.5 m 5,87 Tl 209 Tl 209 β- 2.2 min 3,99 Pb 209 Pb 209 β- 3,25 h 0,644 Bi 209 Bi 209 α 1,9·1019 a 3,14 Tl 205 Tl 205 . estable..

Referencias L. Garzón Ruiperez. Radiactividad y Medio Ambiente. Universidad de Oviedo. 1979. ISBN 84-7468-015-8

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