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Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701 1 
 
LABORATORIO 11 
RADIOACTIVIDAD 
Laboratory 11: Radioactivity 
Autor 1: Yenny Cristina Villarraga Carmona, 
Departamento de Física, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia 
Correo-e:villarragacris@hotmail.com 
 
 
Resumen: En esta práctica se determinará el valor de la 
radiación de fondo en el laboratorio. Además, se 
comprobará si la ley del cuadrado inverso se aplica a la 
radiación emitida por sustancias radioactivas, así como 
se estudiará las características de absorción de rayos β 
y ϒ. 
 
 
Palabras claves: radiación de fondo, rayos β, rayos ϒ, 
cuadrado inverso, 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
En el presente laboratorio se utilizará el tubo Geiger que 
al conectarse a una fuente y a su vez a un contador podrá 
con ello medirse la radiación de fondo teniendo el porta 
muestras vacío, además de determinar la ley del cuadrado 
inverso tomando una muestra TI- 204 y por último medir el 
decaimiento beta para esta muestra . 
 
 
I. CONTENIDO 
 
A continuación se muestra cual es el contenido de la 
práctica: 
 
 
 
 
 
1. OBJETIVOS 
 
1.1. Determinar el valor de radiación de fondo en 
el laboratorio. 
 
1.2. Determinar si la Ley del cuadrado inverso se 
aplica a la radiación emitida por sustancias 
radioactivas. 
 
1.3. Hallar la energía de decaimiento beta para la 
muestra TI-204. 
 
1.4. Estudiar las características de absorción de rayos 
β. 
 
 
 
2. MARCO TEÓRICO 
 
En 1896 Henri Becquerel descubrió que cierto material 
oscurecía una placa fotográfica incluso cuando se 
protegía de la luz, a este fenómeno se le llamo 
Radioactividad. 
 
Después de Becquerel, Maria Curie y su esposo 
encontraron que la radiación no era alterada si el 
material radioactivo se sometía a un proceso químico o 
físico; gracias a esto comprendieron que tal radiación 
del núcleo. Existen dos tipos de radiación: la radiación 
natural y la radiación artificial. 
 
1898 Rutherford empezó a estudiar la naturaleza de los 
rayos emitidos en la radioactividad y los clasifico en 
tres grandes grupos: 
 
- Rayos α: Carga Positiva. 
- Rayos β: Carga Positiva o Negatica. 
- Rayos ϒ: Carga Neutral. 
 
La desintegración radioactiva de los núcleos puede 
ocurrir espontáneamente. Toda muestra radioactiva 
contiene una cantidad considerable de núcleos. El 
tiempo necesario para que se desintegre cierta fracción 
de los núcleos inicialmente presentes pueden variar 
desde unos microsegundos hasta miles de millones de 
años dependiendo de la muestra. 
 
Sea N0 el número de núcleos radioactivos presentes en 
una muestra en el tiempo t = 0, y N el número 
mailto:villarragacris@hotmail.com
 
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Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. 
 
 
 
( 
0 
0 
existente en un tiempo posterior t. λ es la constante de 
decaimiento, el signo menos indica que N disminuye 
con t. 
 
dN 
=−λN 
dt 
Para hallar la expresión matemática para el cambio de 
N, se separan variables y se integra: 
1.1.2. Se encendió el contador. En la parte 
posterior del panel se encuentra la perilla 
correspondiente. 
 
1.1.3. Se ubico el control en la posición TIME. Se 
acciono la tecla UP, aumentando el tiempo 
de conteo hasta 300s (5 minutos). 
 
N t 
∫ dN =− λ∫ dt 1.1.4. Se cambio el control a la posición HIGH 
N VOLTAGE y se acciono el control UP hasta 
alcanzar 850v. Este será el voltaje de trabajo 
ln
 N 
N0 )=−λt 
durante el experimento. 
 
1.1.5. Se cercioro que el tubo GEICER estuviera 
N=N e− λt 
Esta ecuación indica que el número de núcleos 
radioactivos presentes en una muestra disminuye 
exponencialmente con el tiempo. El número de 
decaimientos por segundo se le conoce como actividad 
R de la muestra y viene dada por: 
 dN 
conectado y ubicado dentro de la cápsula. 
 
1.2. Radiación de fondo: 
La radiación de fondo está constituida por cierta 
variedad de radiación natural existente en el 
ambiente la cual es captada por el sensor 
causando errores en la medida de la radiación de 
R=∣ dt 
. 
∣=N0 
λe−λt= R e− λt 
 
muestras de baja actividad. Para obtenerla se 
debe realizar el siguiente procedimiento: 
 
PROCEDIMIENTO 
 
1.1. Operación de tubo GEICER: 
El voltaje correcto de operación para el tubo 
GEICER-MUELLER puede ser determinado 
experimentalmente usando algún tipo de fuente 
radioactiva. Un tubo funcionando correctamente 
debe exhibir un efecto de “plateau” en donde el 
número de cuentas permanece constante sobre 
cierto rango de voltaje aplicado. El voltaje de 
operación del tubo es 850v pero no está ente los 
objetivos de este experimento realizar el proceso 
para su determinación. Los siguientes pasos están 
encaminados a que el tubo opere correctamente: 
 
1.1.1. Se conecta el contador al adaptador y este a 
su vez a una toma de 110v. 
1.2.1. Se alejaron todas las muestras del detector. 
 
1.2.2. El Portamuestras debe estar vacío. 
 
1.2.3. Se cambio el control a la posición 
COUNTS y se acciono la tecla COUNT del 
contador. Se registra el número de cuentas 
durante 300s con el Portamuestras vacio. El 
LED encendido en STOP indica fin del 
conteo. Se anotaron los datos. 
1.2.4. Se acciono la tecla RESET para iniciar 
nuevamente el conteo. Se presiono COUNT 
y se repitieron las medidas dos veces más. 
Se ubicaron los datos en una tabla. 
 
1.2.5. Se convirtió la actividad encontrada en 
cuentas por minuto (CPM). Se determino el 
promedio de las tres medidas para obtener 
la radiación de fondo en el laboratorio. 
 
1.3. Ley del cuadrado inverso con la distancia: 
 
 
 
 
1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos 
N 0 
0 
 
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Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. 
 
 
 
La intensidad de la luz emitida por una fuente 
puntual disminuye con el cuadrado inverso de la 
distancia a la fuente, esta es una ley general para 
las ondas electromagnéticas. Esta ley se cumple 
además en otras clases de fenómenos físicos. 
Puesto que los rayos emitidos por las sustancias 
radioactivas son análogos a los rayos de luz, uno 
esperaría que la ley del cuadrado inverso con la 
distancia se cumpla cuando la fuente se aleje del 
contador GEICER. Para determinarla utilice los 
siguientes pasos: 
 
1.3.1. Se tomo la fuente de TI-204, se coloco en el 
portamuestra y luego se ubico en la ranura 
más baja del contador. 
 
1.3.2. Se verifico que el voltaje de operación sea 
850v. 
 
1.3.3. Se selecciono el control en la posición 
TIME. Se presiona DOWN para el tiempo 
de 200s. 
 
1.3.4. Se llevo el control a la posición COUNTS. 
Se presiono COUNT y se registro el 
número de cuentas. 
 
1.3.5. Se acciono la tecla RESET y se repitió el 
paso anterior cambiando el Portamuestras 
para cada posición hasta llegar a la primera 
ranura. 
 
1.3.6. Se construyo una tabla y se convirtió la 
actividad observaba en CPM. Se tuvo 
presente desconectar en cada caso el valor 
hallado de la radiación de fondo. 
 
1.3.7. Se grafico la actividad en CPM contra 
distancia de la muestra al detector. 
 
1.4. Absorción de radiación y energía de 
decaimiento β: 
Cuando la radiación β es emitida por el núcleo 
atómico, puede tener un rango amplio de 
energías. La máxima energía asociada a una 
radiación β es un factor muy importante que 
ayuda a identificar el isótopo que la originó. Para 
determinar esta energía es necesario construir un 
gráfico del logaritmo natural de la actividad 
corregida Rc en CPM como función de la 
densidad del material absorbente. La información 
necesaria para la elaboración de la gráfica se 
obtiene de la manera siguiente: 
 
1.4.1. Se coloco la muestra deTI-204 en el 
Portamuestras y luego se coloco en la 
tercera ranura de arriba hacia debajo de la 
base del contador. 
 
1.4.2. Se verifico que el voltaje de operación 
continúe en 850v y el tiempo de conteo siga 
en 200s. 
 
1.4.3. Se llevo el control a COUNTS y se 
presiono COUNT en el contador. El valor 
obtenido fue será el número de cuentas 
registradas sin el bloqueador (cuando no 
hay un bloqueador entre la muestra y el 
tubo GEICER). 
 
1.4.1. Se dispone de una caja de 20 bloqueadores 
de diferente densidad. Se tomo el 
bloqueador de 4,5 mg/cm2 y se coloco en la 
segunda ranura de arriba hacia abajo 
(ranura siguiente superior a la de la 
muestra). 
 
1.4.2. Se activo y se presiono COUNTS del 
contador. Este será el número de cuentas 
cuando la radiación es bloqueada durante un 
tiempo de 200s. 
 
1.4.3. Se repitió lo anterior para cada bloqueador 
orden dispuesto hasta llegar a A1-206 
mg/cm2. 
 
1.4.4. Se ubico en una tabla de datos la actividad 
observada en CPM. 
 
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DATOS OBTENIDOS 
 
Radiación de Fondo 
Número de 
Tomas 
Número de 
Cuentas por 100 
segundos 
Número de 
Cuentas 
por minuto 
1 21 12,6 
2 20 12 
3 19 11.4 
Promedio: 12 
Tabla 1. Radiación de fondo sin muestra 
 
TI- 204 
Distancia 
(cm) 
Intensidad 
CPM 
1/d2 
1 9835 1 
2 3485 0.25 
3 1733 0.11 
4 956 0.0625 
5 668 0.004 
6 469 0.027 
7 366 0.020 
8 264 0.015 
9 221 0.012 
10 198 0.01 
Tabla 2. Inverso de la distancia 
ANÁLISIS 
actividades observadas en CPM en función del inverso 
de la distancia al cuadrado de la muestra al tubo 
GEIGER. Encuentre la ecuación que relaciona las 
variables. A partir del coeficiente de correlación 
calcule cual es el grado de confiabilidad en la 
suposición inicial de que la actividad decae según el 
inverso del cuadrado de la distancia. De su respuesta 
en porcentaje. 
 
TI- 204 
Distancia 
(cm) 
Intensidad 
CPM 
1/d2 Intensida 
d – 
Radiación 
de fondo 
1 9835 1 9823 
2 3485 0.25 3473 
3 1733 0.11 1721 
4 956 0.0625 944 
5 668 0.004 656 
6 469 0.027 457 
7 366 0.020 354 
8 264 0.015 252 
9 221 0.012 209 
10 198 0.01 186 
Tabla 3. Inverso de la distancia al cuadrado 
 
 
Actividades CPM vs Inverso distancia 
12000 
10000 
 
1. Calcule el valor promedio de la radiación de fondo 
en el laboratorio y recuerde de restarle este valor a 
cada uno de sus datos antes de graficar. 
8000 
6000 
4000 
2000 
0 
f(x) = 9671.26 x + 346.66 
R² = 0.99 
 
 
Linear () 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 
Gráfica 1. Actividad CPM vs Inverso de la Distancia 
El coeficiente de correlación es de 0.9882 
 
 
Tabla 1. Radiación de Fondo 
 
2. Importante: La incertidumbre para una medida de 
radioactividad se aproxima por la raíz cuadrada de la 
misma medida. Por ejemplo, la incertidumbre de una 
medida de 100 CPM es de ±10 CPM. En los siguientes 
gráficos deben utilizar esta aproximación para dibujar 
las barras de incertidumbre en cada dato. 
 
3. Con los datos de la sub sección correspondiente a la 
ley del inverso del cuadrado, trace una gráfica de las 
4. Con los datos correspondientes a la absorción de 
radiación β, trace una grafica del logaritmo de la 
actividad en el eje y en función de la densidad del 
bloqueador en el eje x. Trace la mejor recta posible 
entre los primeros puntos de tal forma que intercepte el 
eje x. Con la ecuación de esta recta, deduzca el valor 
de la densidad del bloqueador en el punto de 
intersección con x (llámelo D) y reemplácelo en la 
siguiente relación empírica para la energía de 
decaimiento β: 
 
 
 
 
1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos 
Radiación de Fondo 
Número de 
Tomas 
Número de 
Cuentas por 100 
segundos 
Número de 
Cuentas 
por minuto 
1 21 12,6 
2 20 12 
3 19 11.4 
Promedio: 12 
 
 
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Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. 
 
 
 
Em = 1.84D + 0.212 
 
• Industria eléctrica: La producción de 
electricidad en una central nuclear se 
obtiene gracias a un reactor nuclear. 
 
• Industria de alimentos: En esta industria 
se aplica la tecnología de irradiación, que 
consiste en exponer los productos que se 
quieren tratar a la emisión de la radiación 
ionizante de una fuente, por ejemplo el 
radioisótopo Cobalto-60, para que estos 
absorban una cantidad de energía o dosis 
durante un tiempo determinado. 
 
 
 
 
 
3.5 
3 
2.5 
2 
1.5 
1 
0.5 
0 
 
 
Tabla 4. Absorción de radiación β 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Linear () 
• Medicina Nuclear: Se ha extendido con 
gran rapidez el uso de radiaciones y de 
radioisótopos en medicina como agentes 
terapéuticos y de diagnóstico. 
 
• Biología: la introducción de compuestos 
radiactivos marcados ha permitido 
observar las actividades biológicas hasta 
en sus más mínimos detalles, dando un 
gran impulso a los trabajos de carácter 
genético. 
 
• Como Trazadores: Se elaboran sustancias 
radiactivas que son introducidas en un 
determinado proceso. Luego se detecta la 
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 
Gráfica 2. Logaritmo vs Densidad 
y= -11.946x + 3.2665 
3.2665/11.946= x 
x= 0.273 
x= D 
D= 0.273 
Ahora reemplazo en la ecuación empírica 
Em = 1.84D + 0.212 
Em= 1.84(0.273) + 0.212 
Em= 0.71 M eV 
 
5. Compare el valor de Em con su valor teórico. (Emt = 
0, 71MeV ) 
 
Error % = |(0.71 M eV – 0.71 M eV)| / 0.71 MeV 
 
Error % =0% 
 
 
6. Investigue cuál es la utilidad de conocer Em. 
trayectoria de la sustancia gracias a su 
emisión radiactiva, lo que permite 
investigar diversas variables propias del 
proceso. 
 
• Investigación: Utilizando haces de 
neutrones generados por reactores, es 
posible llevar a cabo diversas 
investigaciones en el campo de las 
ciencias de los materiales. Por ejemplo, 
se puede obtener información respecto de 
estructuras cristalinas, defectos en 
sólidos, estudios de monocristales, 
distribuciones y concentraciones de 
elementos livianos en función de la 
profundidad en sólidos, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
I. CONCLUSIONES 
 
f(x) = − 11.95 x + 3.27 
R² = 0.99 
Densidad 
mg/cm2 
Actividad 
CPM 
Actividad 
CPM - 
Radiació 
n 
logaritm 
o 
4.5 1610 1598 3.20 
6.5 1465 1453 3.16 
14.1 1319 1307 3.11 
28.1 1079 1067 3.02 
59.1 318 306 2.48 
102 157 145 2.16 
129 52 40 1.60 
206 19 7 0.84 
 
 
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• Entre menor sea la distancia entre la fuente 
radioactiva y el medidor superior del tubo 
GEIGER, la radiación emitida es mayor, y ésta 
crece exponencialmente a medida que la distancia 
se hace más pequeña. 
 
• Se observa como diferentes materiales ofrecen 
cierta resistencia al paso de la radiación, lo que 
explica la absorción de radiación y energía de 
decaimiento β. 
 
• Los elementos radiactivos tienen mucho 
desempeño en los medios laborales. 
REFERENCIAS 
 
Arcos Velasco Héctor Iván, Cruz Muñoz Beatriz 
Holguín Tabares Carlos Arturo, Marín Ramírez William 
Medina Milton Humberto, Quiroga Hurtado John 
Ramírez Ramírez Ramiro, Riascos Landázury Henry 
Zuluaga Hernández Raúl Antonio, Guía de laboratorio 
física III Pereira Agosto 2011, practica 5, pagina 28 [20 de 
febrero] Disponible en: http://media.utp.edu.co/facultad- 
ciencias-basicas/archivos/contenidos-departamento-de- 
fisica/guiaslabrdeiiiingenierias2012.pdf 
 
Sears, Zemansky, Young y Freddman, Física Universitaria. 
Volumen I. Ed Pearson. Undécima Edición. 2005. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos 
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