Geociencias
La vida media en un elemento radiactivo. La vida media es el promedio de vida de un núcleo antes de desintegrarse. Se representa con la letra griega τ (Tau). La desintegración nuclear es un proceso probabilístico, por lo que esto no significa que un determinado núcleo vaya a tardar exactamente ese tiempo en desintegrarse. La vida media no debe confundirse con el semiperiodo, vida mitad, semivida o periodo de semidesintegración: son conceptos relacionados, pero diferentes. En particular, este último es de aplicación solamente para sustancias radiactivas. Se ha comprobado que los isótopos de los elementos radiactivos presentan distintos grados de inestabilidad en el tiempo debido a que cada isótopo experimenta una serie radiactiva particular. Para referirnos a la velocidad con que ocurren las desintegraciones nucleares utilizamos el concepto de vida media.
La importancia en las Geociencias. Saber la vida media de un elemento radioactivo nos ayuda mucho a datar la edad de las rocas. En tanto la geología geología como en las geofísica se emplean métodos de datación de rocas utilizando las pruebas de carbono 14 u otros isotopos, como el uranio, que permiten definir los acontecimientos que describen la historia de la tierra, su clima y los seres vivos que la habitaban.
Unidades usadas en radiactividad y la más reconocida en el sistema internacional. Inicialmente los primeros investigadores que estudiaron la radiactividad midieron solamente la actividad de la muestra. Las unidades definidas fueron el Curie y Rutherford. Unidades de actividad
La actividad de una muestra o porción de materia se expresa en desintegraciones por segundo. Se definen el Curie y el Rutherford como: a) 1 Curie es la actividad que corresponde a 1 gramo de radio y produce 3,7X10 10 desintegraciones / segundo. b) 1 Rutherford corresponde corresponde a un millón de desintegraciones / segundo. Aurora Gpe. Duran Lira
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Pero es importante conocer no sólo el número de partículas emitidas sino también la energía total que tienen y la energía cedida en un recorrido a través de la materia.
Una unidad de este tipo se puede aplicar a la medida de todas las radiaciones: radiación cósmica, partículas procedentes del espacio, ultravioleta, rayos X, rayos gamma, radiación natural de la Tierra, etc. Debes saber que las dos terceras partes de la dosis de radiación ionizante recibida por un hombre europeo corresponden a la radiactividad de origen natural (del espacio y del Sol) y una cuarta parte a las irradiaciones por servicios médicos (rayos X). Unidades de exposición.
Roentgen El Roentgen se definió midiendo la ionización del aire atravesado por una radiación. Una radiación es de 1 Roentgen cuando el aire expuesto a ella se ioniza con una carga eléctrica total de 2,58 x 10 -4 coulombios por kg de aire (medido en condiciones normales). Como la medida de los valores de exposición sólo puede hacerse en gases y se deseaba tener una manera de medir los efectos biológicos y físicos de la radiación sobre la materia viva, se definió la dosis absorbida. Dosis absorbida: Rad y Gray
Para matizar lo importante que era medir además de la energía absorbida el número de ionizaciones que produce a su paso la radiación, se introdujo otra unidad, el rad. Las partículas más pesadas, a igual energía portadora que una ligera, ionizan mucho más. Se definen el rad y el gray como: 1 rad (radiation absorbed dose) equivalen a 10 materia expuesta.
–5
J absorbidos por cada gramo de
En el S.I la dosis de radiación absorbida es el gray = J/kg. Su equivalencia es 1 gray = 100 rad. Para matizar la "calidad" de la radiación absorbida, la unidad definida a partir de la energía se multiplica por una constante “q”. Los valores de “q” son: q =1 para las Aurora Gpe. Duran Lira
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gamma y beta; q =3 para neutrones térmicos; q =10 para las alfa y neutrones pesados; q =20 para iones pesados; etc. Por lo tanto la radiación absorbida (dosis absorbida) multiplicada por el factor q dará una dosis equivalente en cualquier tipo de radiación. Dosis equivalente de cualquier radiación Rem y Sv
Partimos de las unidades de dosis absorbida (rad y gray) y las multiplicamos por un factor para hallar la equivalencia de energía absorbida de cualquier radiación. Se define el rem como la radiación de 1 rad exclusivamente de radiación gamma; o la radiación de 0,1 rem de radiación alfa. rem = rad•q En el S.I se define el Sievert (sv) = 100 rem (gamma) Sievert (sv) = 1 gray de radiación gamma. Sievert (sv)= 1 gray ·q Los valores de “q” son:
q=1
para las gamma y beta
q=3
para neutrones térmicos
q = 10
para las alfa y los neutrones pesados
q = 20
para iones pesados, etc
Las dosis absorbida puede referirse a todo el cuerpo o a un órgano en concreto; se pueden referir a una dosis puntual o expresar la suma de las dosis acumuladas en un periodo de tiempo. La dosis de radiación ionizante en Francia (país con numerosas centrales nucleares) es de 3,5 miliSievert año por habitante (2,4 mSv de la natural y 1,1 mSv de la artificial). Una exposición prolongada de todo el cuerpo a 5 Gray es mortal para el 50% de las personas. En radioterapia se realizan sesiones de 2 a 3 Gray cuatro días a la semana sobre una parte del organismo.
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La unidad de radioactividad del Sistema Internacional (SI) es el becquerel (bq). En BECQUEREL (Bq) se expresa cuán activa es una sustancia radiactiva. Mide la cantidad de núcleos que se transforman en el lapso de un segundo y emiten por tanto un impulso de radiación. Esta unidad lleva su nombre en homenaje al físico francés Antoine Henri Becquerel (1852-1908), descubridor de la radiactividad de sales de uranio en 1896 y premio Nobel en 1903. Un becquerel es una desintegración por segundo . 1 becquerel = 1 dps
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3 Principales familias de decaimiento radioactivo . Uranio 238.
A la cadena radiactiva del U-238 se la conoce comúnmente como la familia radiactiva del radio. Núclido
Modo de desintegración
Periodo de semidesintegración
U 238 Th 234 Pa 234 U 234 Th 230 Ra 226 Rn 222 Po 218
α β β α α α α α 99.98 % β 0.02 % α 99.90 % β 0.10 % α β β 99.98 % α 0.02 % α β β β 99.99987% α 0.00013% α β -
4.468·10 a 24,10 d 6,70 h 245500 a 75380 a 1602 a 3.8235 d 3,10 min
At 218 Rn 218 Pb 214 Bi 214 Po 214 Tl 210 Pb 210 Bi 210 Po 210 Tl 206 Pb 206
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1,5 s 35 ms 26.8 min 19.9 min 0.1643 ms 1.30 min 22.3 a 5.013 d 138.376 d 4.199 min estable
Energía desprendida (MeV) 4,270 0,273 2,197 4.859 4.770 4.871 5.590 6.115 0,265 6.874 2.883 7.263 1.024 3.272 5.617 7.883 5.484 0.064 1.426 5.982 5.407 1.533 -
Producto de desintegración Th 234 Pa 234 U 234 Th 230 Ra 226 Rn 222 Po 218 Pb 214 At 218 Bi 214 Rn 218 Po 214 Bi 214 Po 214 Tl 210 Pb 210 Pb 210 Bi 210 Po 210 Tl 206 Pb 206 Pb 206 -
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Uranio 235.
El uranio-235, de una vida media de sólo 700 000 000 de años, encabeza una tercera serie y su último miembro de la familia es también otro isótopo estable del plomo, de masa 203.
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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 trópico (365,25 días). Núclido
Modo de desintegración
Energía desprendida (MeV)
Producto de desintegración
Th 232
α
1,405·10
Ra 228
β
-
4.081
Ra 228
Ac 228
β
-
5,75 a
0,046
Ac 228
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
-
10,64 h
0,570
Bi 212
β -
Periodo de semidesintegración
a
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
3.053 min
4.999
Pb 208
estable
.
.
Tl 208
β
Pb 208
.
-
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