Qué es la radiactividad? Tema 2

Transcripción

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2 Se le llama radiactividad a la emisión y propagación de energía en forma de partículas o de ondas electromagnéticas (fotones) a través del espacio o de un medio material

3 Las radiaciones forman parte del mundo en que vivimos. La humanidad ha estado siempre expuesta a radiaciones visibles e invisibles que proceden de la materia existente en todo el universo. Todos estamos familiarizados con varias formas de radiación.

4 La luz es una radiación que vemos; es, por lo tanto, visible. El calor es una radiación que sentimos y, por ello, es sensible. Los rayos ultravioleta que proceden del sol y los rayos X con que se toman las radiografías son formas de radiación que no son visibles, aunque sí perfectamente detectables.

5 Las radiaciones pueden ser: no ionizantes o ionizantes. Las primeras, como la luz y el calor, no alteran la naturaleza de la materia en la que inciden, a menos que sean excesivas, mientras que las segundas, tienen la facultad de ionizar los átomos de dicha materia. En lo sucesivo, cuando hablemos de radiación nos estaremos refiriendo precisamente a la radiación ionizante.

6 Se conoce como radiación nuclear a las partículas o a las ondas electromagnéticas que emiten ciertos núcleos de átomos inestables para convertirse en estables. Los tipos de radiación o partículas emitidas más importantes son: RADIACIÓN ALFA: son partículas cargadas positivamente, compuestas por dos protones y dos neutrones. Debido a su gran masa (el doble de la de un electrón) son poco penetrantes pero muy ionizantes.

7 RADIACIONES BETA: partículas con la masa de los electrones que pueden ser positivas o negativas. Son más penetrantes anquen su poder de ionización no es tan elevado como el de las partículas alfa. RAYOS GAMMA: ondas electromagnéticas semejantes a las de la luz, pero de mayor energía. Son generadas en el núcleo atómico y su poder de penetración es grande.

8 RAYOS X: similares a la gamma, pero originados fuera del núcleo atómico. NEUTRONES: partículas electrónicamente neutras, con una masa similar a la del protón, forman parte de los componentes de los núcleos y son emitidas con diversas energías.

9 Radiaciones Naturales Las radiaciones naturales provienen de los rayos cósmicos que nos llegan del espacio exterior (del sol, estrellas) y de los elementos llamados radiactivos, que se encuentran incluso en los materiales con los que se fabrican las casas habitación, en el aire que respiramos, en el agua que bebemos y en los alimentos que ingerimos. Entre estas sustancias emisoras de radiaciones se pueden mencionar el Uranio, el Torio y el Radio.

10 Radiaciones Naturales El Uranio y el Radio por ejemplo, se encuentran en rocas tan comunes como el granito, si bien en pequeñas cantidades. El Radio produce el gas radiactivo Radón que está presente en el aire que respiramos. Las radiaciones naturales provienen también de nuestro propio cuerpo, principalmente del Potasio y del Carbono que hay en él.

11 Radiaciones Naturales El orden de magnitud de la radiación natural es de aproximadamente 100 milirem (mrem*) aunque puede variar considerablemente por razones de altitud o de composición de suelo (por ejemplo: Xalapa, Ver. 117 mrem; París 125 mrem; México D.F. 150 mrem). * El rem es la unidad de medida de la absorción de energía en los tejidos, debido a la radiación ionizante. Como es una unidad muy grande se acostumbre utilizar el milirem, equivalente a la milésima parte del rem.

12 Radiaciones Artificiales Se llaman radiaciones artificiales a las que provienen de fuentes creadas por actividades del hombre, tales como: aparatos de televisión, relojes con carátulas luminosas, aparatos de radiografía utilizados en medicina, centrales nucleares, etc. De todas las radiaciones artificiales, los aparatos utilizados para las radiografías son las fuentes que emiten mayor cantidad de ellas.

13 Radiaciones Artificiales Las radiaciones artificiales que recibimos a lo largo del año, incluidas las que provienen de centrales nucleares, pueden sumar poco más de 50 mrem y son inferiores a las radiaciones naturales que recibimos en promedio; una persona que vive a nivel del mar y en terrenos no radiactivos puede recibir fácilmente de 100 a 200 mrem menos que otra que viva en una zona montañosa de estructura granítica. En ocasiones, estas diferencias naturales son aún mucho más apreciables.

14 Radiaciones Artificiales Algunas de las nuevas costumbres de vida, aunque no crean radiactividad artificial, contribuyen a aumentar la cantidad de radiación natural recibida como, por ejemplo, la práctica de los deportes de invierno, el alpinismo y los viajes en avión, ya que las radiaciones procedentes del espacio exterior al haber menos capas de aire que las absorban, son más intensas a grandes alturas que a nivel del mar.

15 Radiaciones Artificiales En total se estima que la dosis anual recibida por una persona que viva al nivel del mar es de 150 mrem por año. El efecto de una dosis de radiación varía enormemente, de acuerdo con el tiempo durante el cual se haya recibido. Las consecuencias de la exposición del cuerpo humano a las radiaciones durante algunas horas aumentan de acuerdo con la dosis.

16 Radiaciones Artificiales Por el contrario, si la dosis es el resultado de la acumulación ocurrida durante largo tiempo, los efectos son totalmente distintos. Un científico o técnico que maneje material radiactivo puede recibir 125 mrem a lo largo de 25 años sin sufrir ninguna consecuencia somática o genética. Se sabe que debido a su efecto ionizante, la radiación puede inducir en los seres vivos alguna forma de cáncer, incluyendo la leucemia, o bien ciertas alteraciones genéticas (mutaciones).

17 Puede afirmarse, sin embargo, que en términos generales esa posibilidad ha sido sobreestimada, debido principalmente al desconocimiento del público acerca de las observaciones y estudios llevados a cabo desde hace más de 50 años por asociaciones científicas internacionales de tanto prestigio como la Comisión Internacional de Protección contra Radiaciones (CIPR), el Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR) y el Comité Asesor para el Estudio del Efecto Biológico de las Radiaciones Ionizantes (ACBEIR), que depende de la Academia de Medicina de Estados Unidos.

18 Caso de exposición a radiación Los informes de estos organismos indican que los 76 mil japoneses que sobrevivieron al bombardeo de Hiroshima y Nagasaki, después de haber recibido elevadas dosis de radiación, el incremento en la mortalidad por cáncer fue del 0.175%.

19 Caso de exposición a radiación Por su parte, el incremento observado en la incidencia de leucemia, en un grupo de 1200 sobrevivientes, que recibieron las más elevadas dosis de radiación (aprox. 200,000 mrem), fue tan solo de 162 casos, 70 de los cuales se habrían esperado en esa población por causas naturales.

20 Caso de exposición a radiación En general, se acepta internacionalmente que la probabilidad de contraer cualquier tipo de cáncer se incrementa en 1/10,000,000 por cada milirem de radiación recibida; es decir, que dicho incremento en una persona que reciba 100,000 mrem, será de un centésimo.

21 Caso de exposición a radiación Asimismo, las observaciones minuciosas realizadas durante cerca de 45 años, en los descendientes de los 24 mil japoneses que resultaron más irradiados en los bombardeos, no detectaron incrementos en la frecuencia de taras congénitas o variaciones en la morfología o la longevidad.

22 Centrales Nucleoeléctricas Las centrales nucleoeléctricas están diseñadas para que durante su operación normal no originen en los habitantes de sus alrededores, dosis adicionales de radiación superiores a 5 milirem por año (apenas 3% de lo que recibe comúnmente cualquier ser humano en forma natural, en el mismo período).

23 Centrales Nucleoeléctricas Lo anterior es posible gracias a la adopción de estrictas normas de seguridad observadas en la construcción y en la operación, que son celosa y permanentemente vigiladas por los organismos reguladores especializados de cada país. Cualquier violación de esas normas originaría la suspensión temporal o definitiva de la actividad de la central.

24 Centrales Nucleoeléctricas El bajísimo nivel de contaminación radiactiva que producen las centrales nucleares, se debe al riguroso control que en ellas se tiene de todas las sustancias sólidas, líquidas o gaseosas que pudieran ocasionarla, lo que garantiza que ningún efluente pueda ser arrojado al mar, la tierra o a la atmosfera, sino se comprueba previamente que su nivel de radiactividad originará dosis menores a 5 milirem por año en la personas que habitan en torno a las instalaciones.

25 Historia En el siglo XIX, se creía confiadamente que los componentes básicos de la materia conocida eran estables, siempre iguales, inmutables. Se pensaba que cuando un material no recibe influencia externa alguna (no se lo calienta, no se lo parte, etc.), permanecerá igual a través del tiempo, sus átomos no cambiarán.

26 Historia Pero en 1896 Becquerel informó a la comunidad científica un fenómeno que no encajaba con esta idea de la inmutabilidad de los materiales. En efecto, había observado que en repetidas ocasiones unas placas fotográficas cerradas, que habían quedado adyacentes a un cierto mineral (que luego sería denominado pecblenda), se habían ennegrecido. Esto sucedía de un día para otro, es decir en lapsos de tiempo relativamente cortos, lo que hacía suponer que el cambio se debía a un agente externo.

27 Historia Resultaba desconcertante, pues no podía entrar luz a las placas, éstas no habían sido calentadas, ni podía haberlas alcanzado agente químico alguno. El peso de la evidencia, tras mucho repetir la operación, llevó a la conclusión que existía "algo" producido o emitido por la pecblenda, que atravesaba la gruesa protección de las placas fotográficas de la época y las impresionaba igual que cuando se sacaba una fotografía exponiéndolas a la luz visible común.

28 Historia En 1898 Pierre y Marie Curie, tras muchos esfuerzos, tuvieron éxito en separar químicamente de la pecblenda el material causante de este fenómeno, y le dieron el nombre de "radium" o Radio, ya que debía producir algún tipo de radiación.

29 Historia Muchos científicos de la época se interesaron por encontrar una explicación para este fenómeno. Los avances en este sentido resultan del aporte de muchos científicos durante todo el siglo XX. Se destacan en los primeros tiempos Rutherford y colaboradores, que investigaron en detalle la naturaleza de las radiaciones emitidas logrando identificar tres: Alfa, beta y gamma. Estas radiaciones eran partículas que se comportaban diferentemente cuando pasaban por un campo magnético.

30 Historia En 1932 Chadwick descubrió otra partícula nueva, el neutrón, lo cual condujo ese mismo año a que Heisenberg elaborara la visión actual de los núcleos atómicos, constituidos por partículas eléctricamente positivas, llamadas protones, y partículas sin carga eléctrica o neutras, por ello llamadas neutrones.