Radioactividad

Se denomina radiactividad natural a la radiactividad que existe en la naturaleza sin intervención humana. Su descubridor fue Henri Becquerel, en 1896.

Puede provenir de dos fuentes:

Materiales radiactivos existentes en la Tierra desde su formación, los llamados primigenios.

Materiales radiactivos generados por interacción de rayos cósmicos con materiales de la Tierra que originalmente no eran radiactivos, los llamados cosmogónicos.

Adicionadas las radiaciones de rayos cósmicos -que provienen del exterior de la atmósfera- y las emitidas por estos materiales, constituyen la fuente de 80% de la dosis recibida por las personas en el mundo (en promedio). El resto lo provocan casi íntegramente los procedimientos médicos que utilizan radiaciones (diagnósticos por rayos X, TAC, etcétera).

La dosis media soportada por un ser humano es de 2,4 milisieverts (mSv) al año. Puede haber gran variabilidad entre dos ubicaciones concretas. De todas las fuentes de radiaciones ionizantes naturales (incluidos los rayos cósmicos), la proveniente del 222Rn equivale a aproximadamente la mitad de la dosis que reciben las personas.

La vida media es el promedio de vida de un núcleo antes de desintegrarse. Se representa con la letra griega (Tau). La desintegración nuclear es un proceso probabilístico (en concreto sigue la ley de Poisson) por lo que esto no significa que un determinado núcleo vaya a tardar exactamente ese tiempo en desintegrarse. La vida media no debe confundirse con el semiperiodo, vida mitad, semivida o periodo de semidesintegración: son conceptos relacionados, pero diferentes. En particular, este último es de aplicación solamente para sustancias radiactivas.

Se ha comprobado que los isótopos de los elementos radiactivos presentan distintos grados de inestabilidad en el tiempo debido a que cada isótopo experimenta una serie radiactiva particular. Para referirnos a la velocidad con que ocurren las desintegraciones nucleares utilizamos el concepto de vida media.

3. MEDIDA DE LA RADIACION:

3.1. INSTRUMENTOS DE MEDIDA:

Los humanos no disponemos de ningún órgano sensorial apropiado para detectar la radiación. Por ello, dependemos de algunos instrumentos para indicar la presencia de radiaciones ionizantes en el entorno.

3.1.1. Detectores de cámara gaseosa:

El tipo más común de detector de radiaciones ionizantes es el detector de cámara gaseosa. Este detector está basado precisamente en la capacidad de la radiación de formar iones al atravesar el aire u otro gas específico. Cuando se dispone un alto voltaje entre dos zonas de una cámara llena de gas, los iones positivos serán atraídos hacia el polo negativo del detector (el cátodo), y los electrones libres lo serán hacia el polo positivo (el ánodo). Si ambos electrodos se conectan a un instrumento de medida de la diferencia de potencial creada, aparecerá una señal tanto mayor cuanto mayor sea la dosis de radiación detectada por el instrumento. Este principio da lugar a la cámara de ionización, que puede detectar grandes cantidades de radiación, o al conocido detector de Geiger-Müller, que se utiliza para medir cantidades de radiación muy pequeñas.

3.1.2. Detectores de centelleo:

Otro tipo muy común de aparato detector de la radiación es el detector de yoduro sódico o contador de centelleo. El principio básico del aparato es la utilización de un material que produce una pequeña cantidad de luz cuando la radiación incide sobre él. El más utilizado es el cristal de yoduro sódico. La luz producida por la radiación -centelleo- es reflejada a través de una ventana, y es amplificada inmediatamente por un instrumento llamado tubo fotomultiplicador. La primera parte de este está fabricada de otro material, llamado fotocátodo, que tiene la característica única de emitir electrones cuando un quinto de luz incide sobre su superficie. Estos electrones son transportados a través de una serie de placas, llamadas dinodos, mediante la aplicación de un elevado voltaje positivo. Cuando un electrón incide sobre un dinodo, se producen varios electrones, que se proyectan hacia el siguiente dinodo, donde vuelve a multiplicarse su número. Cuando los electrones abandonan el último dinodo de la serie, el pulso electrónico es miles de veces mayor que el original. Los electrones son entonces recogidos por el ánodo, que está conectado a un instrumento de medición calibrado. Este tipo de detectores son muy sensibles, y son utilizados fundamentalmente en el entorno de los laboratorios de experimentación.

3.2. UNIDADESDE MEDIDA:

Las unidades de medida de la radiación son algo complejas, pues a las tradicionales -Roentgen, Rad y Rem- se han unido más recientemente las equivalentes en el sistema internacional de unidades (SI).

EFECTOS Y APLICACIONES

En la industria, las radiaciones ionizantes pueden ser útiles para la producción de energía, para la esterilización de alimentos, para conocer la composición interna de diversos materiales y para detectar errores de fabricación y ensamblaje. En el campo de la medicina, las radiaciones ionizantes también cuentan con numerosas aplicaciones beneficiosas para el ser humano. Con ellas se pueden realizar una gran variedad de estudios diagnósticos (Medicina Nuclear y Radiología) y tratamientos (Medicina Nuclear y Radioterapia).Las exposiciones médicas en radiología se miden en miliroentgens (mR = 0.001 roentgen). Para fines médicos se debe proporcionar una referencia temporal, por lo que las unidades utilizadas son mR/unidad de tiempo (que puede ser minuto, segundo, hora, etc.).

La utilidad que brindan los isótopos depende de sus propiedades, en particular del tipo de radiación que emiten, la energía de ésta y su vida media. Como ejemplo, presentamos las siguientes aplicaciones:

Análisis de elementos que se encuentran en concentraciones muy bajas.

Trazadores en estudios de procesos físicos, químicos, biológicos y médicos.

Control del espesor de hojas y láminas en las industrias del papel, del hule, etc.

Fuentes intensas de radiación en radiografías industriales y de la medicina nuclear.

Esterilización de material quirúrgico desechable.

Esterilización

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