la radioactividad
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NOMBRE. Michel Camila Aguirre Vargas
GRADO. 10-01
1. Consultar acerca de:
a. El poder de penetración o pode energético de las radiaciones
(textual y gráficamente).
b. Los efectos biológicos de las radiaciones.
2. Consultar acerca de las aplicaciones de los radioisótopos
a. Con fines bélicos
b. Con fines agrícolas
c. Con fines energéticos
d. Con fines medicinales
e. Como trazadores isotópicos
f. En otros campos de la actividad humana
3. Consultar sobre fisión y fusión nuclear, y en un cuadrocomparativo, establecer comparaciones entre estos dos fenómenosnucleares.
1. Consulta:
a. El poder de penetración o pode energético de las radiaciones.
Experimento que muestra el poder de penetración de las radiacionesradioactivas.
Vemos que los rayos alfa (α) son detenidos solo por una lámina muy delgadade aluminio (0.1 mm), los rayos beta (β) son detenidos por una lámina deplomo de 3 mm de espesor; y los rayos gamma (γ) son más penetrantes, sedetienen por una gruesa capa de hormigón (30 cm de espesor), por lo tanto elorden del poder de penetración es:
α < β < γ
Partículas Alfa. Debido a que la masa y el volumen de las partículas a sonrelativamente elevados, estas radiaciones viajan a una velocidad menor quelas radiaciones Beta o Gamma, por lo tanto, tienen un poder de penetraciónbajo. Además, estas partículas chocan fácilmente con las moléculas de aire yen cada choque pierden parte de su energía, hasta quedar detenidas o serabsorbidas por algún otro núcleo en su camino.
Partículas Beta. Las partículas Beta son 7.000 veces más pequeñas que las alfay viajan a una velocidad cercana a la de la luz, condición que les permiteatravesar la malla de núcleos y electrones de algunas clases de materia. Ensuma, poseen un poder de penetración medio, pero mayor que el de laspartículas alfa.
Rayos Gamma. Son ondas deluz, es decir, son radiacioneselectromagnéticas idénticas a lasde la luz, pero con un contenidoenergético muy superior, notienen carga eléctrica por lo quefrente a un campo eléctrico nosufren desviación.
Radiaciones Naturaleza Carga Masa (g) Simbología Poder de
Penetracion
Alfa Partículas
con las
misma más
que el núcleo
de un átomo
de helio
+2 6,65 x 10-26 α Poco
Beta Electrones -1 9,11 x 10-16 β Regular
Gamma Radiacion
electromagn
etica
0 0 γ Mucho
b. Los efectos biológicos de las radiaciones.
Las radiaciones ionizantes son capaces de producir daños orgánicos.Esto es en virtud de que la radiación interacciona con los átomos de lamateria viva, provocando en ellos principalmente el fenómeno deionización. Luego esto da lugar a cambios importantes en células,tejidos, órganos, y en el individuo en su totalidad. El tipo y lamagnitud del daño dependen del tipo de radiación, de su energía, dela dosis absorbida (energía depositada), de la zona afectada, y deltiempo de exposición.
Cuando la radiación ionizante incide sobre un organismo vivo, lainteracción a nivel celular se puede llevar a cabo en las membranas, elcitoplasma, y el núcleo. La radiación ionizante puede producir en lascélulas: aumento o disminución de volumen, muerte, un estadolatente, y mutaciones genéticas.
DETERMINISTAS
Somáticos
Clínicamente
atribuibles en el
individuo expuesto.
- Daños en la piel,
infertilidad, etc.
ESTOCÁSTICOS
Somáticos y
hereditarios
Epidemiológicame
nte atribuibles en
poblaciones
grandes.
- Cáncer, efectos
genéticos
PRENATALES
Somáticos y
hereditarios
Expresados en el
feto, en el nacido
vivo o en
descendientes
AMBOS
TIPO
DE
EFECTOS
TRANSFORMACIÓN
CELULARMUERTE CELULAR
Resumen de los efectos probables de la irradiación total del organismo
Dosis ligera Dosis moderada Dosis semimortal Dosis mortal
0 - 25 rems 50 rems 100 rems 200 rems 400 rems 600 rems
Ningún efecto clínico
detectable.
Ligeros cambios
pasajeros en la
sangre.
Náuseas y fatiga con
posibles vómitos por
encima de 125 roentgens.
Náuseas y vómitos en las
primeras 24 horas.
Náuseas y vómitos al
cabo de 1-2 horas.
Náuseas y vómitos
al cabo de 1-2 horas.
Probablemente
ningún efecto
diferido.
Ningún otro efecto
clínicamente
detectable.
Alteraciones sanguíneas
marcadas con
restablecimiento
diferido.
A continuación un periodo
latente de una semana, caída
del cabello, pérdida del
apetito, debilidad general y
otros síntomas como
irritación de garganta y
diarrea.
Tras un periodo
latente de una semana,
caída del cabello,
pérdida del apetito y
debilidad general con
fiebre.
Corto periodo
latente a partir de la
náusea inicial.
Posibles efectos
diferidos, pero
muy improbables
efectos graves en
un individuo
medio.
Probable acortamiento
de la vida.
Posible fallecimiento al cabo
de 2-6 semanas de una
pequeña fracción de los
individuos irradiados.
Inflamación grave de
boca y garganta en la
tercera semana.
Diarrea, vómitos,
inflamación de boca
y garganta hacia el
final de la primera
semana.
Restablecimiento probable de
no existir complicaciones a
causa de poca salud anterior
o infecciones.
Síntomas tales como
palidez, diarrea,
epíxtasis y rápida
extenuación hacia la
4a. semana.
Fiebre, rápida
extenuación y
fallecimiento incluso
en la 2a. semana.
Algunas defunciones a
las 2-6 semanas.
Mortalidad probable
de 50%.
Finalmente,
fallecimiento
probable de todos
los individuos
irradiados.
2. Consultar acerca de las aplicaciones de los radioisótopos
a. Con fines bélicos
Muy conocidos son los diversos usos bélicos de la radiactividad,especialmente famosa y cuantitativamente poderosa es la bomba atómica.
La bomba atómica contiene uranio y plutonio que al ser detonados producenuna instantánea reacción en cadena que linera un poder equivalente toneladasde TNT.
El diseño y construcción de la bomba atómicacomenzó en 1939, a cargo de un equipointegrado en su mayoría por científicosestadounidenses y británicos.
También a consecuencia de las ventajasenergéticas que brinda el proceso de fisiónnuclear, la radiactividad es usada enpequeños reactores nucleares que producenenergía eléctrica que abastece a diferentesmáquinas de guerra, como por ejemplosubmarinos y destructores.
a. Con fines agrícolas
Control de Plagas. Se sabe que algunos insectos pueden ser muy perjudicialestanto para la calidad y productividad de cierto tipo de cosechas, como para lasalud humana. En muchas regiones del planeta aún se les combate con laayuda de gran variedad de productos químicos, muchos de ellos cuestionadoso prohibidos por los efectos nocivos que producen en el organismo humano.Sin embargo, con la tecnología nuclear es posible aplicar la llamada "Técnicade los Insectos Estériles (TIE)", que consiste en suministrar altas emisiones deradiación ionizante a un cierto grupo de insectos machos mantenidos enlaboratorio. Luego los machos estériles se dejan en libertad para facilitar suapareamiento con los insectos hembra. No se produce, por ende, la necesariadescendencia. De este modo, luego de sucesivas y rigurosas repeticiones delproceso, es posible controlar y disminuir su población en una determinadaregión geográfica.
Mutaciones. La irradiación aplicada asemillas, después de importantes yrigurosos estudios, permite cambiar lainformación genética de ciertas variedadesde plantas y vegetales de consumohumano. El objetivo de la técnica, es laobtención de nuevas variedades deespecies con características particulares quepermitan el aumento de su resistencia yproductividad.
Conservación de Alimentos. En el mundo mueren cada año miles depersonas como producto del hambre, por lo tanto, cada vez existe mayorpreocupación por procurar un adecuado almacenamiento y mantención delos alimentos. Las radiaciones son utilizadas en muchos países para aumentarel período de conservación de muchos alimentos. Es importante señalar, quela técnica de irradiación no genera efectos secundarios en la salud humana,siendo capaz de reducir en forma considerable el número de organismos ymicroorganismos patógenos presentes en variados alimentos de consumomasivo.
c.) Con fines energéticos. En las Centrales nucleares se obtienen grandes
cantidades de energía aprovechando la fisión de ciertos isótopos. Los isótoposmás empleados en estas centrales son el uranio-235 y el plutonio-239.
Otra de las formas de aprovechamiento de la energía nuclear, es en lafabricación de pilas de muy larga duración. Uno de los isótopos másempleados es el plutonio-238. Estas pilas se colocan en lugares de difícilacceso o que no pueden ser cambiadas con frecuencia, como por ejemplo: enmarcapasos, en estaciones marítimas o en sondas espaciales.
d.) Con fines medicinales
Vacunas. Se han elaborado radio vacunas para combatir enfermedadesparasitarias del ganado y que afectan la producción pecuaria en general.Los animales sometidos al tratamiento soportan durante un período másprolongado el peligro de reinfección siempre latente en su medio natural.
Medicina Nuclear. Se ha extendido con gran rapidez el uso de radiacionesy de radioisótopos en medicina como agentes terapéuticos y dediagnóstico.
En el diagnóstico se utilizan radiofármacos para diversos estudios de:
TiroidesHígado.Riñón.Metabolismo.Circulación sanguínea.Corazón.Pulmón.
Trato gastrointestinales. En terapia médica con las técnicas nucleares sepuede combatir ciertos tipos de cáncer. Con frecuencia se utilizantratamientos en base a irradiaciones con rayos gamma provenientes defuentes de Cobalto-60, así como también, esferas internas radiactivas, agujas ehilos de Cobalto radiactivo. Combinando el tratamiento con una adecuada yprematura detección del cáncer, se obtienen terapias con exitosos resultados.
Radioinmunoanálisis. Se trata de unmétodo y procedimiento de gransensibilidad utilizado para realizarmediciones de hormonas, enzimas, virusde la hepatitis, ciertas proteínas del suero,fármacos y variadas sustancias.El procedimiento consiste en tomarmuestras de sangre del paciente, dondecon posterioridad se añadirá algúnradioisótopo específico, el cual permiteobtener mediciones de gran precisiónrespecto de hormonas y otras sustanciasde interés.
Radiofármacos. Se administra al paciente un cierto tipo de fármacoradiactivo que permite estudiar, mediante imágenes bidimensionaleso tridimensionales (tomografía), el estado de diversos órganos delcuerpo humano.
De este modo se puede examinar el funcionamiento de la tiroides, elpulmón, el hígado y el riñón, así como el volumen y circulaciónsanguíneos. También, se utilizan radiofármacos como el Cromo - 51para la exploración del bazo, el Selenio - 75 para el estudio delpáncreas y el Cobalto - 57 para el diagnóstico de la anemia.
e.) Como trazadores isotópicos.
Se elaboran sustancias radiactivas que son introducidas en undeterminado proceso. Luego se detecta la trayectoria de la sustanciagracias a su emisión radiactiva, lo que permite investigar diversasvariables propias del proceso. Entre otras variables, se puededeterminar caudales de fluidos, filtraciones, velocidades en tuberías,dinámica del transporte de materiales, cambios de fase de líquido agas, velocidad de desgaste de materiales, etc..
f.) En otros campos de la actividad humana
Medio Ambiente
En esta área se utilizan técnicas nucleares para la detección y análisis dediversos contaminantes del medio ambiente. La técnica más conocida recibeel nombre de Análisis por Activación Neutrónica. La técnica consiste enirradiar una muestra, de tal forma, de obtener a posteriori los espectrosgamma que ella emite, para finalmente procesar la información con ayudacomputacional. La información espectral identifica los elementos presentes enla muestra y las concentraciones de los mismos.
Una serie de estudios se han podido aplicar a diversos problemas decontaminación como las causadas por el bióxido de azufre, las descargasgaseosas a nivel del suelo, en derrames de petróleo, en desechos agrícolas, encontaminación de aguas y en el smog generado por las ciudades.
Aplicaciones en Investigación científica
Para determinar la antigüedad de un hallazgo arqueológico. Cadaisótopo se desintegra a un ritmo, que depende del número de átomospresentes en la muestra y de su tipo. Se puede medir la velocidad a laque estos isótopos emiten radiación mediante un Contador Geiger.Así conoceremos la edad del material. Por ejemplo, la dataciónmediante la prueba del carbono-14.
Se utilizan como rastreadores o marcadores, para saber en qué setransforma exactamente una sustancia en una reacción química. Estasinvestigaciones son muy importantes para conocer cómo ocurren lasreacciones en los seres vivos.
3. Consultar sobre fisión y fusión nuclear, y en un cuadro comparativo, establecer comparaciones entre estos dos fenómenos nucleares.
FISÍON NUCLEAR FUSIÓN NUCLEAR
División del núcleo de un átomo de alto peso atómico en
otros más ligeros (llamados productos de fisión), por
medio de bombardeo con partículas subatómicas, por
ejemplo con neutrones, liberando en el proceso una
cantidad de energía y dos o tres neutrones más.
Dos núcleos ligeros que colisionan entre sí y se unen
para formar otro más pesado, liberando
simultáneamente una cierta cantidad de energía
Fisión nuclear es conocido y puede controlarse
considerablemente bien
La fusión plantea el inconveniente de su confinamiento
En la fisión se transforma en energía aproximadamente
el 1% de la materia
La fusión se transforma aproximadamente el 5% de la
materia en energía. la fusión producirá una cantidad de
energía mucho mayor.
La fisión necesita como materia prima, una materia
prima de difícil producción, como es el Uranio
enriquecido
la materia que se necesita para la fusión, el deuterio, se
extrae de la llamada agua pesada
la fisión es proceso natural La fusión es un proceso artificial.
La desintegración del uranio produce elementos
radioactivos que han de almacenarse durante siglos
hasta que su actividad se reduzca
El residuo producido es helio, un gas que además de ser
totalmente inocuo tiene un importante valor económico.
La fusión nuclear los núcleos atómicos tienden a
repelerse debido a que están cargados positivamente, de
forma que cuanto más cerca estén más intensa es la
fuerza repulsiva.
La fusión solo pueda darse en condiciones de
temperatura y presión muy elevadas que permitan
compensar la fuerza de repulsión
BIBLIOGRAFÍA.recursostic.educacion.es
rincondelvago.com
http://erenovable.com/diferencias-entre-fusion-y-fision-nuclear/
yunqueland.blogspot.com
http://www.fullquimica.com/2013/02/poder-de-penetracion-o-poder-energetico.html
www.onconews.com.br