radioactividad nuclear. ¿qué es la radioactividad? la radiactividad o radioactividad es un...
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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)