Calculadora de semivida de isótopos radiactivos
Con la fórmula de semivida N=N0×(1/2)^(t/T), calcula la cantidad restante, la cantidad inicial, el tiempo transcurrido o la semivida a partir de los otros tres valores.
Semividas de isótopos radiactivos habituales
| Isótopo | Semivida | Uso principal / características |
|---|---|---|
| Carbono-14 (¹⁴C) | aproximadamente 5.730 años | Se usa en la datación por radiocarbono |
| Yodo-131 (¹³¹I) | aproximadamente 8 días | Se usa en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades de tiroides (medicina nuclear) |
| Cobalto-60 (⁶⁰Co) | aproximadamente 5,27 años | Se usa en radioterapia oncológica y ensayos no destructivos industriales |
| Uranio-235 (²³⁵U) | aproximadamente 700 millones de años | Material fisible para energía nuclear y armas nucleares |
| Uranio-238 (²³⁸U) | aproximadamente 4.470 millones de años | Se usa en la datación de rocas y de la Tierra (método uranio-plomo) |
| Plutonio-239 (²³⁹Pu) | aproximadamente 24.100 años | Material fisible para energía nuclear y armas nucleares |
| Potasio-40 (⁴⁰K) | aproximadamente 1.250 millones de años | Se usa en datación geológica (método potasio-argón) |
Qué significa calcular la semivida
La semivida es el tiempo que tarda una sustancia radiactiva en desintegrarse hasta quedar exactamente la mitad. Partiendo de esa cifra, esta calculadora halla la magnitud que le falte de entre cuatro: la cantidad restante, la cantidad inicial, el tiempo transcurrido o la propia semivida. Como la desintegración sigue la relación exponencial N = N0 × (1/2)^(t/T), la misma ecuación puede despejarse para cualquiera de las cuatro, con más precisión que una estimación a ojo.
Basta con elegir el valor que desea y la herramienta lo obtiene de los otros tres. Eso cubre la datación por radiocarbono, en la que el tiempo transcurrido —la edad de la muestra— se deduce de la proporción superviviente, y también la tarea cotidiana de estimar cuánto quedará de un isótopo de uso médico o industrial. Todo el cálculo ocurre en su navegador y ninguna cifra introducida se envía a un servidor.
Cómo usar la calculadora
- Elija el valor que quiere calcular Seleccione entre cantidad restante, cantidad inicial, tiempo transcurrido o semivida. El campo del valor elegido se oculta automáticamente.
- Introduzca los otros tres valores Rellene los campos que quedan. El tiempo transcurrido y la semivida deben expresarse en la misma unidad, ya sean años, días u otra cualquiera.
- Compruebe que las unidades coinciden Las cantidades pueden ir en gramos, en número de átomos o en la unidad que prefiera, pero la inicial y la restante deben usar la misma.
- Consulte el resultado La respuesta aparece en el panel de resultados a medida que escribe. La tabla inferior recoge además las semividas de algunos isótopos conocidos como referencia.
Consejos para aprovecharla mejor
- Introduce siempre el tiempo transcurrido y la semivida en la misma unidad (por ejemplo, ambos en "días" o ambos en "años"). Si las unidades no coinciden, el resultado será incorrecto.
- En el modo "cantidad restante", introduce la cantidad inicial, la semivida y el tiempo transcurrido para saber cuánta sustancia queda sin desintegrarse en ese momento.
- El modo "semivida" resulta útil cuando quieres deducir la semivida propia de una sustancia a partir de datos experimentales u observacionales (una cantidad restante conocida en un momento dado).
- Consulta también la tabla de "semividas de isótopos radiactivos habituales" para hacerte una idea del orden de magnitud de la semivida de isótopos conocidos, como el carbono-14 usado en datación.
Cuándo resulta útil
Aproximar una datación por radiocarbono
Si conoce la proporción de carbono-14 que queda en un yacimiento o un fósil, elegir el tiempo transcurrido como incógnita da una cifra aproximada de cuánto hace que murió el organismo.
Estimar la actividad residual en medicina nuclear
Para isótopos de uso clínico como el yodo-131 o el cobalto-60, puede calcular de antemano cuánta actividad queda transcurrido cierto tiempo desde la administración o la irradiación.
Comprobar deberes de física y química
Resuelva usted mismo el problema del libro y confírmelo aquí; cualquier desliz de cálculo salta a la vista de inmediato.
Comparar la rapidez de desintegración de distintos isótopos
Mantenga fijo el tiempo transcurrido y varíe solo la semivida para ver lo distinto que se comportan. Para repasar las propiedades de los elementos, tiene a mano la herramienta de tabla periódica.
Hacerse una idea de la disminución exponencial
Ver cómo la cantidad se reduce a la mitad en cada semivida vuelve tangible el patrón. Para observarlo como curva, resulta útil el graficador de funciones exponenciales.
Términos del cálculo de semivida
- Semivida
- Tiempo que tarda una sustancia radiactiva en desintegrarse hasta quedar exactamente la mitad. Es característica de cada isótopo y se sabe que permanece constante al margen de la temperatura, la presión u otras condiciones.
- Desintegración radiactiva
- Proceso por el que un núcleo inestable emite radiación y se transforma en otro más estable. Como la probabilidad de desintegración no varía con el tiempo, la cantidad del conjunto disminuye exponencialmente.
- Constante de desintegración
- Constante λ que expresa la probabilidad de que un núcleo se desintegre por unidad de tiempo. Se relaciona con la semivida T mediante T = ln(2) / λ, de modo que una semivida más corta implica una constante mayor.
- Datación por radiocarbono
- Método que estima la edad a partir de la proporción de carbono-14 que queda en un yacimiento o fósil, aprovechando que disminuye según su semivida de unos 5.730 años tras la muerte del organismo.
- Isótopo
- Átomos del mismo elemento con distinto número de neutrones en el núcleo. La estabilidad y la semivida difieren mucho entre ellos, como ocurre con el carbono-12 y el carbono-14.
- Actividad
- Número de desintegraciones que se producen por unidad de tiempo en una sustancia radiactiva; se mide en becquerelios (Bq). A medida que baja la cantidad restante, la actividad disminuye proporcionalmente.
Preguntas frecuentes
A propósito — Por qué la desintegración radiactiva funciona como un "reloj" fiable
La razón principal por la que la desintegración radiactiva se considera un "reloj" fiable para la datación es que su semivida no se ve afectada en absoluto por condiciones externas como la temperatura, la presión o el estado de enlace químico, y siempre avanza a un ritmo constante. Esto contrasta claramente con las reacciones químicas ordinarias, cuya velocidad varía mucho con la temperatura, y refleja una estabilidad propia de los procesos físicos que ocurren dentro del núcleo atómico.
La datación por radiocarbono fue desarrollada en 1949 por el químico estadounidense Willard Libby, logro por el que recibió el Premio Nobel de Química en 1960. Su método revolucionó la arqueología, ya que permitió asignar una edad numérica directa a hallazgos arqueológicos que antes solo podían estimarse de forma relativa, a partir de la estratigrafía o de rasgos culturales.
Sin embargo, la datación por radiocarbono también tiene limitaciones. La concentración de ¹⁴C en la atmósfera varía ligeramente debido a la actividad solar y a las pruebas nucleares, por lo que obtener fechas precisas requiere curvas de calibración obtenidas, por ejemplo, mediante dendrocronología. Además, como la semivida del ¹⁴C, de unos 5.730 años, es relativamente corta, no resulta adecuada para datar muestras de más de varias decenas de miles de años; para esos casos se recurre a otros isótopos de semivida más larga, como la serie del uranio o el método potasio-argón, según la época que se quiera estudiar.