Radioactividad Radioactividad nuclearnuclear

¿Qué es la radioactividad?¿Qué es la radioactividad?

• La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos (radiactivos) emiten radiaciones con propiedades de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia o atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria.

• Por esto, también se les llaman radiaciones ionizantes

• Las radiaciones que emiten pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos x, rayos gamma o corpusculares.

• La radioactividad es una propiedad de los isótopos inestables

Isótopos

Pierden energía

Estado Fundamental

Estado excitado permanente

Rayos x

Rayos gamma

Uranio Plomo

Para alcanzar su

A través de un

convirtiéndose en materiales más ligeros

Ejemplo:

Radiación naturalRadiación natural

• Becquerel descubrió que ciertas sales de uranio emitían radiaciones espontáneamente, al hacer ensayos con el mineral en distintos estados, descubrió que la radiación siempre tenía la misma intensidad.

• Por tanto, esta, era una propiedad del interior del átomo.

• El matrimonio Curie continuo con la investigación y encontraron otras sustancias radioactivas (torio, polonio, radio).

• La radioactividad se genera en el núcleo de estos átomos (interacción neutrón-protón). Eran complejas porque algunas se desviaban y otras no.

• Rutherford demostró que las radiaciones emitidas por las sales de uranio podían ionizar el aire y de producir la descarga de cuerpos cargados eléctricamente.

Ejemplos de isótopos naturales:• Uranio 235U y 238U • Carbono 14C

• Potasio 40K

Radioactividad artificial o Radioactividad artificial o inducida inducida

• Se produce cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.

• Fue Descubierta por los esposos Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie, bombardeando núcleos de boro y aluminio con partículas alfa.

• 1934 Fermi bombardea núcleos de Uranio con neutrones.

• 1938 (Alemania) Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann verifican los experimentos de Fermi.

• 1939 demuestran que del experimento se obtiene Bario (primera observación experimental de fisión).

• El estudio de la radiactividad permitió un mayor conocimiento de la estructura del núcleo atómico y de las partículas subatómicas.

Se abre la posibilidad de convertir unos elementos

en otros.

Ejemplos de isótopos radioactivos artificiales:

• Plutonio 239Pu y 241Pu

• Cesio 134Cs, 135Cs y 137Cs

• Criptón 85Kr y 89Kr

• La radiación puede ser de tres clases diferentes:

• Radiación alfa: Son flujos de partículas positivas

compuestas por dos neutrones y dos protones. Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes aunque muy ionizantes. Son muy energéticos.

• Radiación beta: • Son flujos de electrones (beta negativas) o

positrones (beta positivas) resultantes de la desintegración de los neutrones o protones del núcleo cuando este está en un estado estimulado.

• Es desviada por campos magnéticos. Es más penetrante pero su poder de ionización es menor.

• Cuando un átomo expulsa una partícula beta aumenta o disminuye su número atómico una unidad (debido al protón ganado o perdido).

• Radiación gamma: Son ondas electromagnéticas. Es el tipo

más fuerte de radiación al ser ondas electromagnéticas de longitud de onda corta.

• Se necesitan capas muy gruesas de plomo

u hormigón para detenerlas.

Causas de la radioactividadCausas de la radioactividad

Se produce cuando no hay un balance adecuado de protones y electrones

El desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de partículas α (núcleos de Helio), partículas ß (electrones o positrones). Estas emisiones llevan a dos tipos de radiactividad mencionados:

• Radiación α: aligera los núcleos atómicos en 4 unidades másicas, y cambia el número atómico en dos unidades.

• Radiación ß: no cambia la masa del núcleo, ya que implica la conversión de un protón en un neutrón o viceversa, y cambia el número atómico en una sola unidad.

• La radiación γ es un tipo de radiación electromagnética con una alta energía por fotón emitido.

• El símbolo de advertencia de radioactividad fue creado el 15 de marzo de 1994, por la Agencia Internacional de la Energía Atómica fue probado en 11 países.

• La ley de la radiosensibilidad • (ley de Bergonie y Tribandeau)

• Dice que los tejidos y órganos más sensibles a las radiaciones son los menos diferenciados y los que exhiben alta actividad reproductiva:

• Tejidos altamente radiosensibles: • epitelio intestinal, órganos reproductivos

(ovarios, testículos), médula ósea, gláundula tiroides.

 

• Tejidos medianamente radiosensibles: tejido conectivo.

 

• Tejidos poco radiosensibles: neuronas, hueso.

Consecuencias para la saludConsecuencias para la salud

• Los efectos y el riesgo para la salud no sólo dependen de la capacidad de absorción de los tejidos, sino también de la intensidad de la radiación y la duración de la exposición y de la dosis absorbida.

• Como no todas las radiaciones tienen igual nocividad, se utiliza la medida de sieverts, ya que el becquerel mide como igual los tres tipos de radiaciones.

• Siendo que las radiaciones alfa y beta son relativamente poco peligrosas fuera del cuerpo. Pero es muy peligrosa al inhalarse.

• Por otro lado, las radiaciones gamma son siempre dañinas puesto que se les neutraliza con dificultad

Dosis aceptable de irradiaciónDosis aceptable de irradiación

• Las radiaciones naturales (emitidas por el medio ambiente) son parcialmente inofensivas.

El promedio de tasa de dosis a nivel del mar es 0,00012 mSv/h

• La dosis efectiva (suma de las dosis recibida desde el exterior e interior del cuerpo) empieza a producir efectos en el organismo de 100 mSv en un periodo de 1 año.

• Los métodos de reducción de la dosis son:

1) Reducción del tiempo de exposición

2) aumento del blindaje (protección) 3) aumento de la distancia a la fuente

radiante.

• Se muestran las tasas de dosis en la actualidad utilizadas en una central nuclear para establecer los límites de permanencia en cada zona, y su señalización:

Zona Dosis

Zona gris o azul de 0,0025 a 0,0075 mSv/h

Zona verde de 0,0075 a 0,025 mSv/h

Zona amarilla de 0,025 a 1 mSv/h

Zona naranja de 1 a 100 mSv/h

Zona roja > 100 mSv/h

Dosis efectiva permitidaDosis efectiva permitida• La dosis efectiva es una dosis

acumulada. La exposición a las radiaciones se considera a lo largo de un año, y dependen del órgano irradiado y del tipo de radiación de la que se trate.

• El límite de dosis efectiva es de 1 mSv por año, aunque en circunstancias especiales puede permitirse un valor de dosis efectiva más elevado en un único año, siempre que no se sobrepasen 5 mSv en cinco años consecutivos.

• En el caso de intervenciones puede superar los 10 mSv en dos días.

• La dosis efectiva permitida para un trabajador que trabaje con radiaciones ionizantes (en una central nuclear o en un centro médico) es de 100 mSv en un periodo de 5 años.

• Esos límites se establecen en función de ciertas hipótesis de aparición de cánceres y con éstas se establecen límites de riesgo considerado aceptable.

Carbono 14Carbono 14• Es un radioisótopo del carbono y fue

descubierto en 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones.

• El método de datación por radiocarbono es la técnica basada en isótopos más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60.000 años.

• Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos

• El carbono 14 se encuentra en el medioambiente, por lo tanto todos los seres orgánicos tienen una cantidad establecida de carbono 14 por gramo de masa.

• La masa en isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad.

• Al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico, se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material (con un margen de error de entre 1 y 10 años)