Radiactividad

Radiactividad

Es la desintegración de un núcleo atómico con emisión de energía y de partículas materiales, proceso que tiene lugar espontáneamente en algunas sustancias radiactivas naturales. Se observan tres tipos de radiación: rayos alfa, beta y gamma, la prospección geofísica de minerales radiactivos está basada en la determinación de estas radiaciones por medios físicos.

La radiactividad es propiedad del núcleo, por lo que no es afectado por la forma que aparece, químicamente, cada elemento radiactivo. Por consiguiente, puede revelarse independientemente de la complejidad del compuesto químico considerado.

Tipos de Radiactividad

• Radiación Alfa: las partículas alfa están constituidas por núcleos de helio son de naturaleza corpuscular, teniendo carga eléctrica positiva. La velocidad de expulsivo de esta es muy elevada y en consecuencia, debido a su masa y velocidad, estas partículas están dotadas de gran energía y son verdaderos proyectiles lanzados sobre la materia que las rocas y son frecuentemente ionizantes, pero al mismo tiempo, a causa de su tamaño resultan fácilmente frenadas por choques sucesivos con la misma materia que las rocas, alcanzando pronto un estado pasivo como neutro de helio: por esta razón, solo pueden atravesar unos pocos centímetros de aire y son detenidos por una hoja de papel, no siendo practico detectar la radiación alfa en su prospección.

• Radiación Beta: las radiaciones son simplemente electrones, con carga negativa y masa un poco reducida. Son emitidas por algún elemento radiactivo con velocidad y muy variable. Debido a su pequeño tamaño tienen grandes posibilidades de pasar de penetración resulta muy superior al de las radiaciones alfa, siendo por el contrario menor su capacidad de ionización debido a sus reducidas ocasiones para expulsar electrones. Las radiaciones betas precisan para su detección, una delgada lámina de plomo, placa de aluminio de 5mm de espesor, algún centímetro de arena y el aire su alcance es de unos 2 metros.

• Radiación Gamma: los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas de la misma o igual naturaleza y velocidad que la luz y los rayos X, pero con mucha mayor energía y por lo tanto, con frecuencia más elevada, por los general, pero no siempre, son observadas junto con la emisión de partículas alfa y beta. La ausencia de masa en los rayos gamma, dificulta su colisión con los elementos de otros átomos para su expulsión y en consecuencia, su poder ionizante es muy reducido, pero no nulo, en tanto que la capacidad de penetración es mucho más elevada que la de las partículas alfa y beta. Los rayos gamma pueden atravesar varios centímetros de plomo, hasta 30 centímetros de roca y varias decenas de metros de aire. Como los rayos gamma son los más penetrantes de los tres tipos de radiaciones, los instrumentos de prospección están principalmente para descubrir minerales.

• Rayos cósmicos: Además de las tres clases de radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas existentes en nuestro planeta, se deben considerar otras, denominadas rayos cósmicos, que leguen desde el espacio exterior y que son acusadas justamente con aquellos, en los aparatos detectores. Originalmente son las partículas llamadas rayos cósmicos primarios, que se transforman en los rayos cósmicos secundarios y son de dos tipos: unos están formados por electrones y fotones, que poseen gran energía y los otros son los mesones constituidos por partículas cuya masa es 200 veces mayor que la del electrón, pero con igual carga eléctrica que esté.

Causas

En general son radiactivas las sustancias que no presentan un balance correcto entre protones o neutros, cuando el número de neutrones es excesivo o demasiado pequeño respecto al número de protones, se hace más difícil que la fuerza nuclear fuerte debida al efecto del intercambio de piones pueda mantenerlos unidos. Eventualmente, el desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de partículas α que son realmente núcleos de helio, y partículas β, que pueden ser electrones o positrones. Estas emisiones llevan a dos tipos de radiactividad, ya mencionados:

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

• Radiación β, que 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 (positiva o negativa, según si la partícula emitida es un electrón o un positrón).

La radiación, por su parte, se debe a que el núcleo pasa de un estado excitado de mayor energía a otro de menor energía, que puede seguir siendo inestable y dar lugar a la emisión de más radiación de tipo α, β o Y. La radiación Y es, por tanto, un tipo de radiación electromagnética muy penetrante, ya que tiene una alta energía por fotón emitido.

Consecuencias

Las emisiones radioactivas de una determinada magnitud son dañinas para la salud e incluso mortales, ya que pueden destruir las células. Los daños son diferentes y dependen de la duración, el tipo y la fortaleza de la radiación. Los expertos diferencian entre daños agudos y consecuencias posteriores. Una baja dosis de radiación puede ya cambiar la herencia genética y desencadenar cáncer a largo plazo. Los científicos debaten qué dosis de radiación puede provocar esos daños. Especialmente la leucemia y los cánceres de tiroides, de pulmones o de pecho son consecuencias posibles posteriores. Sin embargo, los daños menores de la herencia genética pueden superarse.

La exposición a dosis más altas de radiación provoca sin embargo fiebre, malestar, quemaduras de la piel y la región bucal, así como caída del pelo, hemorragias internas y el peor de caso, la muerte.

Las consecuencias de la radiación de gran parte del cuerpo o de todo el organismo se denominan enfermedades por radiación. La intensidad de la emisión se mide normalmente en gray (Gy), que indica la medida de radiación absorbida por el tejido. A partir de un gray, el cuerpo reacciona relativamente rápido con malestar, fiebre y diarrea. Si afecta a la médula ósea puede haber hemorragias e infecciones. Una dosis superior a cinco grays afecta sobre todo el tracto intestinal, aunque con un tratamiento adecuado los afectados pueden recuperarse. En el caso de una radiación a todo el cuerpo con más de seis Gy, las opciones de supervivencia, incluso con un tratamiento adecuado, son bajas. A partir de los 15 Gy, no hay tampoco posibilidades de sobrevivir.

Instrumento

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