QUE SON LOS MATERIALES RADIACTIVOS?

¿Qué son los materiales radiactivos?

Los materiales radiactivos son aquellos que poseen átomos inestables, es decir con demasiada energía, que van liberando con el tiempo a un determinado ritmo, dependiendo del material y sus características, hasta que los átomos se tornan nuevamente estables tras haber liberado el exceso de energía; este fenómeno es lo que conocemos como "radiactividad" y el proceso en el tiempo de liberación de esta energía es lo que se conoce como la desintegración radiactiva.

Más en detalle, esta liberación espontánea de energía de los átomos es lo que se conoce como radiación ionizante, por su capacidad de alterar la carga eléctrica de los átomos con los que entre en contacto (un ión es un átomo que no es eléctricamente neutro). Esta radiación ocurre en la forma de partículas alfa, beta o rayos gama, diferentes tipos de radiación.

Y nos preguntamos de dónde vienen estos átomos inestables; la verdad es que la radiación siempre ha estado con el ser humano, dado que hay materiales naturalmente radiactivos en la Tierra, y al mismo tiempo recibimos constantemente radiación proveniente del espacio. Lo que ocurre es que los seres humanos tenemos cierta tolerancia a la radiación, y de hecho está calculada la cantidad de la misma que podemos recibir, de manera aproximada, por año, sin riesgos para la salud.

El problema está en cuando recibimos dosis mayores a lo que somos capaces de tolerar, ya sea por la exposición repetida a fuentes de radiaciones como durante ciertos exámenes médicos (como los rayos X) o si nos exponemos directamente a materiales radiactivos, ya sea natural o artificial, como los que podemos encontrar en las plantas nucleares.

Cuando se expone una alta concentración de materiales radiactivos al ambiente, como en el caso de un accidente no controlado en una planta nuclear, como lo ocurrido en Chernóbil y en Japón, el material puede contaminar el agua, los suelos yel aire, comprometiendo tanto el medio ambiente como la salud de las personas, que a su vez pueden entrar en contacto con niveles peligroso de radiación consumiendo alimentos contaminados, tomando agua o respirando. Los daños potenciales van desde quemaduras, diferentes tipos de cáncer hasta la muerte casi inmediata. Por lo mismo es que hay mucha precaución al manipular materiales radiactivos, y aún se deben mejorar los protocolos para su uso seguro en la generación de energía y otros usos benéficos para el hombre. Me parece con esto haber aclarado razonablemente y de manera sencilla tus dudas.

La radiactividad fue descubierta por el francés Becquerel en el año de 1896, quien observó que una placa fotográfica podía ser velada por luz ultravioleta, en ausencia de luz natural, cuando se ponía en contacto con minerales de uranio, un elemento fuerte que puede impregnar el papel y lograr una impresión fotográfica.

Entre los años de 1896 y 1903 se descubrió que los elementos radiactivos no producen necesariamente las mismas radiaciones, por lo que se ha concluido que existe 3 tipos diferentes de radiación:

• Radiación por partículas alfa: es aquella que consiste en el flujo de partículas integradas por dos protones y dos neutrones, la masa y el volumen elevados de estas partículas produce que su movimiento sea más lento y su poder de penetración sea bajo, aunque tienen un elevado poder ionizante.

• Radiación por partículas beta: es aquella formada por partículas que guardan un cierto parecido con los electrones y son sumamente pequeñas lo que les permite viajar a una velocidad parecida a la de la luz y tienen un poder de penetración medio.

• Radiación por partículas gamma: es aquella que consiste en una radiación electromagnética y con gran contenido energético, lo que permite que los rayos gamma tengan un poder de penetración alto y logren hacer grandes recorridos a una gran velocidad.

Entre los elementos radiactivos se encuentran:

1- Polonio

2- Ástato

3- Radón

4- Francio

5- Radio

6- Actinio

7- Torio

8- Protoactinio

9- Uranio

10- Neptunio

11- Plutonio

12- Americio

13- Lawrencio

14- Curio

15- Berkelio

16- Californio

17- Einstenio

18- Fermio

19- Mendelevio

20- Nobelio

DEFINICIONES

Neutrones: Partículas sin carga eléctrica que se originan en el núcleo de los átomos.

Curie: Unidad de actividad de una fuente de radiación determinada por el número de desintegraciones que ocurren en la unidad de tiempo.

Rad: es la unidad de dosis absorbida y mide la cantidad de energía depositada en una masa.

Rem: Es la unidad del equivalente de dosis, y se utiliza para medir la dosis absorbida en los tejidos.

Vida media: es el tiempo requerido para que la mitad del número inicial de átomos inestables se desintegren. A medida que el número de átomos radiactivos se reduce a la mitad, la actividad o cantidad de radiación emitida también se reduce a la mitad.

Unidades S.I.:

En la actualidad se utilizan las unidades de medida del Sistema Internacional (S.I.). A continuación se enuncian las nuevas medidas y sus equivalencias con el sistema anterior:

Unidad Primitiva Unidad Actual

Dosis absorbidas rad gray (Gy)

Dosis equivalentes rem sievert (Sv)

Actividad nuclear curie (Ci) becqerel (Bq)

Equivalencias:

1 rad = 0.01 Gy

1 rem = 0.01 Sv

1 Ci = 3.7 x 1010 Bq

Descripción De Técnicas Utilizadas

Para el perfilaje de pozos petrolíferos con métodos radiactivos, básicamente se utilizan tres técnicas:

1- Técnicas Pasivas - El perfil de Rayos Gamma mide la radiactividad natural emitida por elementos presentes en la formación (Torio, Uranio y Potasio).

2- Técnicas Activas NO Invasivas - Estas técnicas utilizan fuentes radiactivas que excitan la formación y miden su respuesta. Se utilizan fuentes de Rayos Gamma (Cesio137 o Radio226 ) o fuentes de Neutrones (Americio241- Berilio). La radiación está presente en el pozo sólo durante la medición.

3- Técnicas Activas Invasivas - En este caso se inyecta en el pozo un fluido radiactivo (Iodo131) en forma líquida (Perfil de Tránsito de Fluido) o empapando una resina. (Trazador Radiactivo)Materiales radiactivos utilizados

Como es obvio para las técnicas pasivas no se utilizan materiales radiactivos.

Las fuentes habitualmente utilizadas son de Cesio137, con una vida media de 30 años, y actividades en el orden de 1,5 Ci (Curie), de Radio226, con una vida media de 1.620 años, y actividades en el orden de 300 mCi (milicurie), de Amerio241-Berilio, con vida media de 458 años, y actividades de entre 5 y 25 Ci.

El fluído radiactivo utilizado más comúnmente es el Iodo131, una radioisótopo activado artificialmente con una vida media de 8 días y en dosis con una actividad de 15 a 60 mCi.

2. Procedimientos de medición

En los casos en que se utilizan fuentes radiactivas las mismas son introducidas en el pozo, en la misma herramienta que contiene el o los detectores que colectan la información deseada. La herramienta es movida a lo largo del pozo y los datos son registrados en función de la profundidad, obteniéndose un "perfil" (registro gráfico de las zonas de interés).

El perfil del Trazador Radiactivo "mide el caudal del flujo de un fluido en el pozo".

El principio en el que se basa esta herramienta es simple y consiste en medir el tiempo que transcurre durante la traslación del fluido desde un punto de medición hasta el siguiente punto.

La distancia entre estos puntos de medición, que llamaremos detectores D1 y D2, es fija y conocida, y la llamaremos espaciamiento entre detectores.

El otro parámetro conocido necesario para la evaluación es el diámetro interno de la cañería, lo que junto con el espaciamiento entre detectores y el diámetro externo de la sonda permite precisar un volumen determinado moviéndose a una velocidad calculada merced al tiempo empleado para hacerlo.

Es decir, que para áreas conocidas, moviéndose a una determinada velocidad es posible calcular el caudal de la siguiente manera:

Q = A * Vm

donde Q = caudal, A = área, Vm = velocidad media"

La operación se desarrolla de este modo:

....4- Se eyecta una cantidad (aprox. 0,5 cc.) de líquido radiactivo (I131), el que ingresa a la corriente del fluido de inyección y es arrastrado alcanzando rápidamente su velocidad. Esta nube radiactiva es detectada a su paso frente al detector D1 y al detector D2, indicando el tiempo empleado por la nube para recorrer la distancia entre detectores D1- D2. Esta operación se realiza en pozos inyectores, y el fluido diluido en el agua de inyección, es introducido en la formación para emerger posteriormente en los pozos productores.

La resina empapada con fluido radiactivo es agregada a la arena de fractura y una posterior medición de rayos Gamma en el pozo permite determinar en qué zona/s se introdujo, y por lo tanto cuáles fueron fracturadas.

Efectos Biológicos

Los riesgos especiales a los que un ser humano está expuesto pueden clasificarse en dos tipos: por un lado la Irradiación y por otro la Contaminación (que puede ser interna o externa).

La irradiación: cuando una parte del cuerpo recibe radiación producida por una sustancia o un aparato especial, se dice que hay irradiación. Tal irradiación cesa (o disminuye muy

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