Reactividad Y Quimica Nuclear

Radioactividad y Química Nuclear

1. Radiaciones atómicas

Los núcleos atómicos inestables emiten radiaciones de alta energía a medida que se van transformando en núcleos más estables.

Algunos núcleos atómicos son inestables, y los isótopos con esos núcleos son radiactivos, lo que quiere decir que emiten un flujo de radiaciones de alta energía. Se le llama radio elemento o radionúclido a cada isótopo radiactivo, sus radiaciones ofrecen beneficios potenciales pero pueden ser dañinos para la vida humana.

Los núcleos inestables sufren desintegración radiactiva, emiten radiaciones y se transmutan en núcleos de elementos diferentes. La radiactividad fue descubierta por el físico francés A.H Becquerel (1852-1908). Pero fueron los británicos Ernest Rutherford y Frederick Soddy quienes explicaron la radiactividad en términos de lo que sucede dentro de los núcleos atómicos inestables. Dichos núcleos desintegraciones radiactivas y lanzan partículas diminutas al espacio; o emiten radiación gamma. Los núcleos que quedan después de la desintegración son, la mayoría de veces, de un elemento diferente; este fenómeno va acompañado por la transmutación de un elemento o isótopo en otro. Las fuentes naturales de radiación en nuestro planeta son radiación alfa, radiación beta y radiación gamma.

Las partículas alfa son los núcleos de los átomos de helio. La radiación alfa consiste en partículas alfa las cuales se mueven con una velocidad cercana a un décimo de la velocidad de la luz cuando salen del átomo. Estas partículas son grupos de protones y dos neutrones. Son las partículas de desintegración y de carga más grande. No pueden penetrar ni la capa externa de células muertas de la piel; pero la exposición a una dosis intensa causa graves quemaduras.

La radiación beta es un haz de electrones. Consiste en una corriente de partículas beta que son electrones. Se producen dentro del núcleo y luego se emiten. Tienen una carga menor y de mucho menor tamaño, pueden penetrar la materia con más facilidad que las alfa. Las de energía menor no pueden penetrar la piel, pero las de energía mayor pueden alcanzar los órganos internos. Cuando un núcleo emite una partícula beta, un neutrón se torna a un protón. Lo que quiere decir que no se afecta el número de masa, pero el número atómico aumenta en 1 unidad por el nuevo protón.

La radiación gamma con frecuencia acompaña a otra radiación. Al emitir radiación alfa o beta, un radio elemento logra mayor estabilidad. Los núcleos inestables adquieren un estado nuclear menor, más estable, al emitir pequeñas partículas. La energía que pierde el núcleo se mueve en las partículas móviles, pero es frecuente que se cree radiación gamma que ocurre cuando se desprenden algunos fotones de radiación electromagnética de alta energía. Esta radiación es muy penetrante y peligrosa y viaja fácilmente por todo el cuerpo.

En una serie de desintegraciones radiactiva hay una sucesión de desintegraciones. Es probable que la desintegración de un radioelemento no produzca un isótopo estable, sino otro radioelemento. A su vez, este puede desintegrarse en otro radioelemento y el proceso se repite hasta que se crea un elemento estable. Existen las series de desintegración radiactiva, que son cuatro cadenas de ese tipo de naturaleza.

2. Radiaciones ionizantes, peligros y precauciones

Las radiaciones atómicas crean iones y radicales inestables en los tejidos lo cual puede producir cáncer, mutaciones, tumores o defectos congénitos.

Las radiaciones atómicas son peligrosas ya que pueden generar partículas extrañas, inestables y altamente reactivas a su paso por los tejidos.

Las radiaciones producen iones y radicales inestables en los tejidos. Se le llama radiaciones ionizantes a las partículas alfa y beta porque pueden sacar electrones de las moléculas al tocarlas y así producir iones poliatómicos inestables. Cualquier partícula que tenga un electrón solo se llama radical y la mayoría de los radicales son especies muy reactivas. Los iones y radicales nuevos que producen las radiaciones ionizantes causan reacciones químicas en las sustancias circundantes más estables y las afectan en formas extrañas al metabolismo. Si dichas reacciones químicas ocurren en los cromosomas o en genes, pueden causar cáncer, crecimiento de tumores o mutaciones genéticas. La exposición prolongada a niveles bajos de radiación causa estos problemas, es por eso que en el tratamiento contra el cáncer, se expone a niveles de radiación altos ya que, por lo general, matan directamente a la célula.

No existe umbral de seguridad contra a exposición de las radiaciones. Todas las radiaciones que penetran la piel o entran al cuero de cualquier manera, son dañinas y el daño se puede acumular durante toda la vida. No hay umbral de exposición para las radiaciones debajo de cual no cause daño.

Las células son capaces de autor repararse y hay ciertas exposiciones que llevan consigo riesgos muy bajos, sin embargo no hay ninguna que esté totalmente libre de ellos.

El conjunto de síntomas causados por las radiaciones se llama radiopatía. Las moléculas de materiales hereditarios en los cromosomas celulares son el principal sitio de daños por la radiación. Los primeros síntomas por la exposición a la radiación se dan en los tejidos cuyas células se dividen con mayor frecuencia.

El conjunto de síntomas ocasionados por exposiciones no letales a las radiaciones atómicas se llama radiopatía. Algunos de los síntomas incluyen náuseas, vómito, diarrea, deshidratación, hemorragia y pérdida del cabello. Es muy frecuente que aparezcan cuando se está bajo el tratamiento para detener el cáncer.

La protección contra la radiación se obtiene a través de barreras, película rápida de rayos X y por una distancia adecuada. Los rayos alfa y beta son los más fáciles de detener; las radiaciones gamma y los rayos X solo se detienen efectivamente con sustancias densas. El plomo es el material más empleado como barrera contra los rayos gamma y los rayos X. Así que, por la selección cuidadosa del material de la barrera, es posible obtener protección.

Otra estrategia para reducir la exposición cuando se usan radiaciones para el diagnóstico médico es usar película rápida. Al usarla, el tiempo de exposición se mantiene lo más bajo posible.

La medida de protección más barata es alejarse lo más posible de la fuente de radiación. Las intensidad de la radiación está descrita bajo la ley del cuadrado inverso, que dice que la intensidad de la radiación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a partir de la fuente.

No es posible escapar de la radiación natural de fondo. Los materiales de protección y la distancia no pueden reducir por completo la exposición a las radiaciones. La exposición a la radiación de fondo es constante. La radiación se encuentra en los alimentos, el agua e incluso en el aire que respiramos. El radón es el contribuyente principal a la radiación de fondo. La radiación de fondo varía ampliamente de un lugar a otro y solo es posible hacer estimaciones de esta.

3. Unidades para medir y explicar la actividad de las radiaciones.

Se han creado unidades para explicar la actividad de una muestra radiactiva, la energía de sus radiaciones y las energías que pueden llevar al tejido.

Existe un gran número de unidades para una variedad de medidas de radiaciones y cada una se inventó para poder resolver determinados problemas.

• El curie (Ci) explica la actividad de una muestra.

• El becquerel, Bq, es la unidad SI de la actividad.

• El Roentgen (R) explica la exposición a la radiación de rayos X o rayos gamma.

• El rad (D) explica la energía que absorbe el tejido.

• El Rem ajusta las dosis de Rad para efectos diferentes en tejidos distintos.

• El electrón-volt explica la energía de los rayos X o rayos gamma.

• Los dosímetros de película, los contadores de centelleo y los contadores Geiger miden las radiaciones.

4. Radioelementos sintéticos

La mayoría de los radioelementos que se emplean en medicina se forman al bombardear otros átomos con partículas de alta energía

La desintegración radiactiva es la forma en que se producen las transmutaciones en la naturaleza. Se pueden generar artificialmente al bombardear átomos con partículas de alta energía. Por lo general, las transmutaciones ocasionadas por los bombardeos crean isótopos radiactivos de otros elementos.

Las partículas de bombardeo con carga eléctrica pueden adquirir mayor velocidad y por lo tanto más energía, cuando las atrae una carga opuesta.

5. Tecnología radiactiva en la industria alimentaria

Los alimentos irradiados con dosis controladas de rayos X, rayos gamma o haces de electrones se descomponen en menor proporción

La tecnología de irradiación de los alimentos tiene como fin matar a las células que se subdividen, como la de los microorganismos que causan enfermedades y que descomponen los alimentos.

La radiación de los alimentos inhibe, inactiva o mata a los hongos y bacterias. Un haz de dosis baja de rayos gamma, rayos X o electrones acelerados, provoca la muerte reproductiva de cualquier insecto restante después de la cosecha. La dosis media de radiación reduce las poblaciones de bacterias

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