RADIACTIVIDAD Radiactividad La radioactividad es un fenómeno natural por el cual ciertos átomos cambian su estructura. La comprensión de este fenómeno ha permitido su aplicación en diferentes actividades. La mayor proporción de la radiación a la que estamos expuestos proviene de fuentes naturales -del espacio, rocas, suelo, agua y hasta de nuestro propio cuerpo. Esta radiación se denomina "radiación de fondo" y los niveles varían considerablemente de sitio en sitio, a pesar de esto, el promedio de radiación recibida o dosis anual es bastante constante. La principal fuente de radiación de fondo es el gas radón, formado básicamente por el decaimiento de los materiales radiactivos presentes en el suelo o en ciertos materiales de construcción. La radiación que suele ocasionar mayor preocupación es la producida por las actividades humanas. Las principales fuentes de las mismas incluyen las aplicaciones médicas de sustancias radiactivas, las precipitaciones radioactivas provenientes de los ensayos de armas nucleares en la atmósfera realizados a gran escala antes de su definitiva prohibición, las descargas provenientes de la industria nuclear y los desechos radiactivos. Mientras que las cantidades de radiación artificial representan una pequeña proporción del total, sus efectos pueden ser desproporcionados (Chernobyl es un ejemplo). Algunos de los materiales resultantes de las actividades humanas no se encuentran en la naturaleza (como el plutonio) mientras que otros, que se encuentran en la naturaleza, pueden ser liberados a la misma en formas químicas y físicas diferentes, permitiéndoles dispersarse fácilmente en el ambiente o introducirse en las cadenas alimenticias. Las dosis de radiactividad que se pueden recibir varía considerablemente. Las áreas cercanas a fuentes de descargas radiactivas, por ejemplo, pueden recibir niveles mucho más altos de radiación que el promedio regional o nacional. Por esta razón, la simple comparación de la radiación de fondo y la radiactividad artificial no refleja necesariamente los peligros relativos. Además, nunca se ha demostrado que exista algo así como una dosis segura de radiación. Entre tanto, estamos incrementando progresivamente los niveles globales de radiación, lo que es muy preocupante, y esto se suma a la posibilidad de nuevos accidentes nucleares.
CLASES DE RADIOACTIVIDAD RADIOACTIVIDAD NATURAL: Se presenta en átomos inestables y ocurre de manera espontánea. Todos los elementos cuya cantidad de protones es mayor a 83 son radioactivos. Las características de los1 elementos radioactivos son:
Ionizan el medio que los rodean. Producen brillo en pantallas fluorescentes. Presentan poder de penetración. PRINCIPALES RADIACIONES: Radiaciones Alfa: Sn núcleos de helio y tienen naturaleza corpuscular, es decir son partículas que poseen masa. Su poder de penetración es muy bajo y de corto alcance. Tienen un alto poder ionizante y forman iones con facilidad. Radiaciones Beta: Son electrones de naturaleza corpuscular. Radiaciones gamma: Son ondas electromagnéticas con alto poder de penetración, pero bajo poder ionizante.
RADIOACTIVIDAD ARTIFICIAL: Es un fenómeno causado por la transformación de átomos de un elemento diferente. Esto se logra bombardeando núcleos estables. Rutherford dio a conocer la posibilidad de producir radiactividad por medios artificiales bombardeando una muestra de nitrógeno con partículas alfa. FISION NUCLEAR: Ocurre en átomos cuyos núcleos son pesados. Se dividen en átomos radiactivos menos pesados. Se obtiene desprendimientos de neutrones y gran cantidad de energía.
TIPOS DE RADIACIÓN La radiación puede tomar diferentes formas: radiación alfa, beta y gamma. Radiación alfa: si un núcleo es radioactivo "alfa" va a decaer por la expulsión de una "partícula alfa" compuesta por dos neutrones y dos protones. Como resultado de la pérdida de dos protones el átomo cambiará a un elemento diferente que tiene un número atómico dos valores hacia abajo. La radiación alfa tiene lugar normalmente en los elementos pesados. Radiación beta: en el decaimiento "beta", un neutrón se convierte en un protón (o viceversa) y una partícula beta es expulsada para mantener el balance de cargas eléctricas y liberar el exceso de energía. El átomo se convierte en un elemento un número más alto o más bajo en la serie progresiva. 2
Por ejemplo, el uranio-239 (92 protones y 147 neutrones) decae mediante la emisión de una partícula beta para convertirse en neptuno-239 (93 protones y 146 neutrones). Radiación gamma: la emisión de partículas alfa y beta no siempre dejan al núcleo en su estado más estable y el exceso de energía remanente puede ser liberada como rayos gamma (en forma de radiación electromagnética, como lo son los rayos X o las microondas) Estos diferentes tipos de radiación reaccionan con la materia de diferentes maneras y algunas son mas penetrantes que otras.
Fig.2. Penetración de los distintos tipos de radiación
Fisión y Fusión nuclear Fisión Nuclear Es una reacción nuclear en la que se bombardea con un neutrón el núcleo de un átomo pesado e inestable, para que se divida en dos átomos más livianos y se liberen otros neutrones y gran cantidad de energía. Los átomos pesados e inestables más utilizados en la fisión nuclear son los de uranio y plutonio. Para iniciar la fisión solo, se necesita un neutrón que divide el núcleo, originando dos átomos diferentes, neutrones y energía; los neutrones bombardean los nuevos núcleos y los fisiona, produciendo núcleos de átomos más pequeños, más neutrones y más energía; el proceso químico continúa sucesiva e incontrolablemente hasta llegar a un átomo estable. La energía desprendida en el proceso de fisión nuclear se libera, principalmente, en forma de energía calórica. La siguiente relación ayudará a tener una idea de cuánta energía se produce 1g de materia=9x1013julios, suficiente para calentar un hogar durante unos mil años. Fusión Nuclear Proceso nuclear por medio del cual se unen átomos de núcleos livianos para formar un átomo con núcleo pesado. En la fusión nuclear se libera más energía que en la fisión y no produce radiaciones dañinas y contaminantes. Por ejemplo, las altísimas temperaturas en el proceso de formación del Universo permitieron que se iniciara y mantuviera la reacción termonuclear que se da en el Sol y en las otras estrellas. La temperatura tan elevada que hay en el centro del Sol permite que los núcleos se fusionen y liberen exuberantes cantidades de energía que mantiene el proceso de unión y cuya producción llega hasta la Tierra, siendo la 3
principal fuente energética del planeta. Se cree que la reacción principal de la fusión nuclear se basa en la unión de cuatro núcleos de hidrógeno (livianos) para producir uno de helio (pesado), más energía. Aplicaciones médicas. Dentro del uso de la radiactividad en las actividades humanas, la más conocida es la de sus aplicaciones médicas. El uso de la radiación en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades se ah convertido en una herramienta básica en medicina. Con ella se ha podido realizar exploraciones del cerebro y los huesos, tratar el cáncer y usar elementos radiactivos para dar seguimiento a hormonas y otros compuestos químicos de los organismos. Aplicaciones en agricultura. Quizá sea una de sus aplicaciones más polémicas. Como hemos venido indicando, las radiaciones ionizantes tienen la propiedad de ionizar (arrancar electrones) de la materia que atraviesan. Esta ionización tiene efectos biológicos que cada vez van siendo mejor conocidos. El efecto más claro es el de las mutaciones genéticas que ha habido a lo largo de la evolución. Actualmente se investiga sobre cómo aprovechar estas mutaciones y el efecto de estas radiaciones para mejorar los cultivos, evitar plagas... Así, por ejemplo, cada día vamos viendo aparecer cada vez un número mayor de productos transgénicos (manipulados genéticamente). Existe un tenso debate sobre si se debería permitir este tipo de investigaciones y la comercialización de estos productos. Muchas organizaciones ecologistas avisan de la existencia de riesgos potenciales en el consumo de estos alimentos. El problema involucrado reside en que las mutaciones inducidas tienen un carácter básicamente aleatorio. Esto hace que en muchos casos no se pueda predecir el efecto o efectos secundarios que tienen sobre las plantas, las radiaciones a las que se les ha sometido. Los científicos argumentan en su defensa que las radiaciones forman parte natural de la evolución y que su empleo no es algo que no haya hecho ya la Naturaleza. Además, el inmenso potencial que tienen estas investigaciones a la hora de lograr una mayor productividad agrícola, abre la puerta a una futura erradicación del hambre en el mundo. Aplicación en minería. Al aplicarse ionización en la búsqueda de materiales mineros (metales preciosos), el uso de esta facultad de algunas sustancias químicas es favorable para el uso humano. Aunque es un método de elevados costos, la exactitud de la radiactividad para hacer reaccionar algunos metales es sorprendente. En el caso de Oro, se utiliza Cesio 13 o 14 para hacer reaccionar este metal en una frecuencia ultravioleta: Se magnetiza una potencial veda para hacerla reaccionar en la oscuridad. (El Oro bombardeado por Cesio brilla con luz propia). Otra aplicación de la radiactividad se ve manifestada en el uso que se le aplica al Uranio 248: Para lograr que algunos procesos de Electrolisis, como con el Aluminio o el Platino, sean mas precisos y el resultado de este proceso mas puro, se irradian terrenos con este metal para que, luego de hacer correr corrientes eléctricas, la proporción de pureza sea mas exacta. Aplicaciones industriales. Probablemente sea menos conocida la función que desempeña la radiación en la industria y la investigación. La inspección de soldaduras, la detección de grietas en metal forjado o fundido, el alumbrado de emergencia, la datación de antigüedades y la preservación de alimentos son algunas de sus numerosas aplicaciones. Bibliografía http://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119402-que-es-la-radiactividad http://unidadderadiactividad.blogspot.pe/p/fision-y-fusion.html http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/42/htm/sec_13.html http://fisicayquimicaenflash.es/eso/3eso/atomosymoleculas/atomo10.htm http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/radioactividad/
4