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Departamento de Física Atómica,Departamento de Física Atómica, Molecular y NuclearMolecular y Nuclear
Facultad de Ciencias Físicas (U.C.M.)Facultad de Ciencias Físicas (U.C.M.)
QuarksNeutrónElectrón
MATERIA ~ 10-9 m ÁTOMO ~ 10-10 m NUCLEO ~ 10-14 m NUCLEÓN ~ 10-15 m
ProtónÁtomo
La materia está formada por átomos y moléculas que se unen para formar los sólidos. Cada átomo está compuesto de un núcleo con carga positiva y unos electrones que orbitan a su alrededor. El núcleo, a su vez, está formado por protones (+) y neutrones, que se denominan nucleones. Éstos nucleones están formados por quarks.
Neutrones
Pro
ton
es
Tabla de IsótoposTabla de IsótoposTabla PeriódicaTabla Periódica
En la tabla periódica encontramos los distintos núcleos que podemos encontrarnos en la naturaleza, son los elementos. Cada elemento queda definido por el número de protones que hay en el núcleo. Pero el número de neutrones no es fijo para cada elemento, lo que da lugar a los isótopos, la mayoría de los cuales son inestables y se transforman mediante desintegraciones radiactivas.
¿ ?
Masa
GRAVITACIONAL
GravitónNeutrino
NUCLEAR DÉBIL
Bosón Z
Electrón
Electrón
ELECTROMAGNÉTICA
Fotón
Electrón Quark
NUCLEAR FUERTE
Gluón
Quark
Intensidad : 1Alcance : 1.5 · 10 –15 m
Intensidad : 10 –2 Alcance : Infinito
Intensidad : 10–13 - 10–13 Alcance : 2 · 10 –18 m
Intensidad : 10–38
Alcance : Infitnito
Todos los procesos que ocurren en la naturaleza pueden ser descritos mediante las cuatro interacciones que tienen lugar en la naturaleza. Los físicos actualmente están tratando de encontrar una teoría que sea capaz de unificarlas.
Partícula Alfa
Partícula Beta menos(electrón)
Antineutrino
Partícula Beta más(positrón)
Neutrino
Rayo Gamma(Fotón)
A, Z A, Z-1
A, Z+1
A-4, Z-2A, Z
A, Z
A, Z A, Z
DE
SIN
TE
GR
AC
IÓN
AL
FA
DE
SIN
TE
GR
AC
IÓN
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DE
SIN
TE
GR
AC
IÓN
GA
MM
A
La radiactividad consiste en la emisión de partículas y radiaciones de parte de los átomos de algunos elementos. Son radiactivos aquellos elementos que tienen un número muy elevado de protones y neutrones. se transforman, por emisión de partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones), gamma (fotones), en otros elementos nuevos, que pueden ser o no, a su vez, radiactivos.
ALFA α
BETA β
GAMMA γ
NEUTRÓN
Papel Cobre HormigónPlomo
Las distintas radiaciones tienen distinta capacidad de penetración en los medios materiales debido a las interacciones que intervienen en el proceso de frenado de las partículas y propiedades de las mismas partículas como masa, carga, ...
La radiación natural a la que está expuesta la población proviene de la desintegración de isótopos radiactivos en la corteza terrestre, de la radiación cósmica y de los isótopos radiactivos que forman parte de los seres vivos, también llamada radiación interna
Radón 40%
Tratamientos Médicos 17%
RayosCósmicos12%
RadiaciónGamma 15%
RadiaciónInterna 15%
Otros 1%
Los Rayos Cósmicos vienen del espacio con gran energía y dan lugar en la atmósfera a una cascada de partículas de los más variado. Pueden llegar a atravesar la tierra de lado a lado sin detenerse
Los elementos radiactivos naturales se encuentran distribuidos en forma bastante uniforme en las rocas y suelos de la corteza terrestre, la cual está constituida principalmente por basalto y granito
Principales Radionucleidos
Nucleo Símbolo Vida Media
Uranio-235 235U 7.04 x 108 años
Uranio-238 238U 4.47 x 109 años
Torio-232 232Th 1.41 x 1010 años
Radio-226 226Ra 1.60 x 103 años
Radón-222 222Rn 3.82 días
Potasio-40 40K 1.28 x 109 años
La radiación interna proviene de las sustancias radiactivas presentes en los alimentos, en el agua y en el aire, las cuales, al ser ingeridas o inhaladas, se absorben en los tejidos vivos. Los principales isótopos radiactivos que contiene el cuerpo humano son el potasio-40, el carbono-14 y el tritio
Radiactividad Natural en la Comida
Comida 40KpCi/kg
226RapCi/kg
Plátano 3,520 1
Nueces 5,600 1,000-7,000
Zanahorias 3,400 0.6-2
Patatas 3,400 1-2.5
Cerveza 390 ---
Carne Roja 3,000 0.5
Limón 4,640 2-5
Agua del Grifo --- 0-0.17
Radiactividad Natural en tu Cuerpo
NúcleoMasa Total del
Nucleo Dentro del Cuerpo
Actividad Total del Núcleo Dentro del
Cuerpo
Consumo Diario de Núcleos
Uranio 90 µg 30 pCi (1.1 Bq) 1.9 µg
Torio 30 µg 3 pCi (0.11 Bq) 3 µg
Potasio 40 17 mg 120 nCi (4.4 kBq) 0.39 mg
Radio 31 pg 30 pCi (1.1 Bq) 2.3 pg
Carbón 14 95 µg 0.4 µCi (15 kBq) 1.8 µg
Tritio 0.06 pg 0.6 nCi (23 Bq) 0.003 pg
Polonio 0.2 pg 1 nCi (37 Bq) ~0.6 µg
El radón que emana continuamente de la superficie terrestre. El radón es un gas y por tanto es respirado por los seres vivos. Cuando este elemento queda atrapado en algún recinto su concentración puede aumentar considerablemente y causar daño en los seres vivos
La gran mayoría de los materiales que el hombre utiliza en la construcción de casas habitación proceden de elementos que existen en la corteza terrestre, los cuales serán radiactivos en mayor o menor grado, dependiendo de su naturaleza y procedencia
MaterialUranio Torio Potasio
ppm
mBq/g (pCi/g)
ppm
mBq/g (pCi/g)
ppm
mBq/g (pCi/g)
Granito 4.7 63 (1.7) 2 8 (0.22) 4.0 1184 (32)
Arenisca0.45
6 (0.2) 1.7 7 (0.19) 1.4 414 (11.2)
Cemento 3.4 46 (1.2) 5.1 21 (0.57) 0.8 237 (6.4)
Hormigón Calizo 2.3 31 (0.8) 2.1 8.5 (0.23) 0.3 89 (2.4)
Hormigón Arenisca 0.8 11 (0.3) 2.1 8.5 (0.23) 1.3 385 (10.4)
Dry wallboard 1.0 14 (0.4) 3 12 (0.32) 0.3 89 (2.4)
Derivados del Yeso13.7
186 (5.0)16.1
66 (1.78)0.02
5.9 (0.2)
Yeso Natural 1.1 15 (0.4) 1.8 7.4 (0.2) 0.5 148 (4)
Madera - - - -11.3
3330 (90)
Ladrillo de Arcilla 8.2 111 (3)10.8
44 (1.2) 2.3 666 (18)
Diagnóstico Radiológico (Rayos X)
Medicina Nuclear
Radioterapia
El uso de la radiación en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades se ha 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.
La cámara de niebla es un dispositivo que nos permite detectar partículas elementales y otras radiaciones ionizantes como partículas alfa, beta y electrones resultantes de la ionización producida por rayos gamma. El funcionamiento consiste en la condensación de alcohol en torno a iones formados por el paso de dichas partículas.
El efecto fotoeléctrico consiste el la absorción puntual de toda la energía de un fotón. Este fotón cede toda su energía a un electrón cuyo recorrido antes ser parado por el medio es mucho menor, dando lugar a la liberación de otros electrones. Todo esto provoca la generación de gran cantidad de iones en torno al punto inicial de absorción, pudiéndose observar en la cámara de niebla cúmulos de condensación como los que se observan en la foto.
FotoelectrónFotón
Partícula Alfa
A-4, Z-2
A, Z
Trayectorias gruesas y rectilíneas
Partícula β-
Antineutrino
A, Z+1
A, Z
Trayectorias fina y erráticas
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