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Central nuclear de Isar, Alemania

Piscina de combustible nuclear gastado

Turbina de una central nuclear

¿Qué es la radioactividad? Definición

¿Qué es la radioactividad? Definición

La radioactividad es la emisión espontánea de partículas o radiaciones, o de ambas a la vez. Estas partículas y radiaciones proceden de la desintegración de determinados nucleidos que las forman. Se desintegran por causa de un arreglo en su estructura interna.

Las partículas pueden ser alfa, beta o neutrones. Las radiaciones pueden ser gamma i captura K.

La desintegración radioactiva ocurre en núcleos atómicos inestables. Es decir, aquellos que no tienen suficiente energía de enlace para mantener el núcleo unido.

La radiación fué descubierta de forma casual por Antoine-Henri Becquerel. Más tarde, con los experimentos de Becquerel, Marie Curie descubrió otras sustancias radioactivas.

Existen dos tipos de radioactividad:

  • Radioactividad natural. El material radioactivo ya lo es en el estado natural.
  • Radioactividad artificial. La radioactividad le ha sido inducida por irradiación.

¿Qué es la radioactividad natural?

La radiactividad natural es la radiactividad que se presenta en la naturaleza debido a las cadenas de elementos radiactivos naturales y de origen no antropogénico. Está presente constantemente en el medio ambiente.

La radioactividad natural también puede aumentar en un foco por:

  • Causas naturales. Por ejemplo, la erupción de un volcán.
  • Causas humanas indirectas. Por ejemplo una excavación en el suelo para hacer los cimientos de un edificio. O la explotación de la energía nuclear.

¿Qué es la radioactividad artificial?

La radiactividad artificial es toda radiactividad o radiación ionizante de origen humano. La única diferencia entre radiación natural y la radiación artificial es su procedencia. Los efectos de ambas radiaciones son idénticos.

En ambos casos las radiaciones directamente ionizantes son radiación alpha y desintegración beta formada por electrones. Por otro lado, las radiaciones indirectamente ionizantes son radiaciones electromagnéticas, como por ejemplo los rayos gamma, que son fotones.

Ejemplos de fuentes de radiación artificial:

  • Procedimientos de diagnósticos y tratamientos médicos, como las radiografías, la radioterapia.
  • Medicina nuclear.
  • Algunos procedimientos industriales.
  • Obtención de energía eléctrica en las centrales nucleares. Reacciones de fisión nuclear.
  • Los aceleradores de partículas.
  • Armamento nuclear.

Al utilizar o manipular las fuentes de radiación artificial, como en hacerlo con las naturales, en general es común que se produzcan residuos radiactivos.

Tipos de emisiones radioactivas

Entre los elementos ligeros, las radiaciones más frecuentes son:

  • Las radiaciones beta b-, que son electrones procedentes del núcleo.
  • Las radiaciones beta b+, que son positrones procedentes del núcleo.
  • Los rayos gamma (g), que son ondas electromagnéticas de alta energía.
  • Captura electrónica (desintegraciones K).
  • Las radiaciones alfa son características de los elementos pesados.

Cada tipo de emisión radioactiva tiene distinto poder de penetración en la materia y distinta energía de ionización. Pueden causar graves daños en los seres vivos.

Partículas alpha

Las partículas alfa (α) o rayos alfa son una forma de radiación de alta energía corpuscular ionizante. Tiene poca capacidad de penetración en los tejidos debido a que son grandes. Consisten en dos protones y dos neutrones unidos por una fuerza fuerte.

Los rayos alfa, debido a su carga eléctrica, interactúan fuertemente con la materia. Son absorbidos fácilmente por los materiales. Pueden viajar solo unos pocos centímetros en el aire.

¿Cómo afectan a los humanos?

Pueden ser absorbidos por las capas más externas de la piel humana y, por lo tanto, no son potencialmente mortales a menos que la fuente se inhale o ingiera. En este caso, los daños serían, en cambio, mayores que los causados por cualquier otra radiación ionizante.

Con dosis altas aparecen todos los síntomas típicos de envenenamiento por radiación.

Partículas beta

La radiación beta es una forma de radiación ionizante emitida por ciertos tipos de núcleos radiactivos.

La interacción de las partículas beta con la materia generalmente tiene un rango de acción diez veces mayor y un poder ionizante igual a una décima en comparación con la interacción de las partículas alfa. Están completamente bloqueados con unos pocos milímetros de aluminio.

Rayos gamma

Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas producidas por la radioactividad. Estabilizan el núcleo sin cambiar su contenido de protones. Penetran más profundamente que la radiación a o b beta, pero son menos ionizantes.

Cuando un núcleo excitado emite radiación gamma, no varía ni su masa ni su número atómico. Solo pierde una cierta cantidad de energía.

Efectos sobre la salud

La radiación gamma puede causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.

¿Qué son los núcleos radioactivos? Radionucleidos

Un radionucleido es el conjunto de los núcleos radioactivos de una misma especie. Todos los núcleos radioactivos que forman un radionucleido tienen una radiactividad bien definida, común a todos ellos, que los identifica. De la misma forma que un tipo de reacción química identifica los elementos que participan.

¿Qué es la radioactividad? Definición

Cuantitativamente, la radioactividad es un fenómeno estadístico. Por este motivo, para valorarlo hay que observar el comportamiento de un conjunto de los núcleos de la sustancia radioactiva de la misma especie. Por la ley de los grandes números, se define una constante radioactiva λ como la probabilidad de desintegración de un núcleo por unidad de tiempo.

El radionucleido inicial es llamado padre, y el derivado, hijo. Esta situación puede continuar a lo largo de múltiples filiaciones y el conjunto de todas es llamado familia o serie radioactiva.

Equilibrio radioactivo

El problema se simplifica cuando se quiere conseguir el equilibrio radioactivo. Dicho también equilibrio secular en las series radiactivas naturales.

Este equilibrio se logra es cuando ha pasado un tiempo suficientemente largo desde que se ha iniciado el proceso de filiación, porque entonces el ritmo de las desintegraciones es impuesto por el radionucleido que tiene la constante radioactiva más pequeña.

Tipos de radionucleidos

Existen dos tipos de radionucleidos:

  • Nucleidos radioactivos naturales. En la naturaleza se encuentran unos 300 radionucleidos diferentes. 25 de ellos son radioactivos con un período muy largo. Otros 35 tienen un período mucho más corto y se crean y se desintegran continuamente en las series radiactivas.
  • Nucleidos radioactivos artificiales. Han sido creados e identificados más de 1000 radionucleidos artificiales. Las cuatro series radioactivas que reciben el nombre del nucleido padre de períodos más largo.

Referencias

Autor:

Fecha publicación: 10 de diciembre de 2009
Última revisión: 15 de mayo de 2020