Una partícula beta (β) es un electrón o positrón de alta energía que sale disparado a consecuencia un suceso radiactivo. Por su parte, los rayos beta o radiación beta es una forma de radiación ionizante emitida por ciertos tipos de núcleos radiactivos.
La energía cinética de las partículas beta puede ser desde cero hasta una energía máxima que puede ser varias decenas de MeV. La velocidad de las partículas en los rayos beta está cerca de la velocidad de la luz.
Por la ley de Fajans, si un átomo emite una partícula beta, su carga eléctrica aumenta y el número de masa atómica no varía, es decir, el número de nucleones (protones más neutrones) que se mantiene constante.
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. Por otro lado, la radiación beta es más ionizante que la radiación con rayos gamma.
Una capa de unos pocos milímetros de aluminio puede detener las partículas beta. Sin embargo, un escudo tan delgado no es suficiente para una protección absoluta.
Efectos sobre el cuerpo humano
Las partículas beta emitidas por un elemento radiactivo son moderadamente penetrantes en el tejido vivo y pueden causar quemaduras en la piel y mutaciones espontáneas en el ADN. Sin embargo, al igual que las partículas alfa, las partículas beta son más peligrosas cuando se ingieren o se inhalan que con el contacto con la piel.
Las fuentes de radiación beta se pueden usar en la radioterapia para eliminar células cancerosas.
¿Qué es la desintegración beta?
La desintegración beta es un tipo de desintegración radiactiva en que un átomo inestable emite las llamadas partículas beta (β), que son partículas de alta energía, expulsadas de un núcleo atómico inestable.
Hay dos formas de desintegración beta:
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En la desintegración β- se emite un electrón. En un proceso de desintegración beta β - , un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrino de electrones (la antipartícula del neutrino).
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En la desintegración β+ se emite un positrón. (observable en los núcleos ricos en protones), un protón interactúa con un antineutrino electrónico para obtener un neutrón y un positrón (aún no se ha observado la desintegración directa del protón en el positrón).
La teoría de la desintegración beta de Enrico Fermi establece la presencia del neutrino que impide que el átomo y la partícula beta no salgan en direcciones opuestas de acuerdo con la ley de la conservación de la energía.
Las desintegraciones beta también incluyen la captura de electrones. En este tipo de desintegración, el núcleo del átomo captura un electrón de su caparazón de electrones y emite un neutrino de electrones.
Uso y aplicaciones de las partículas beta
La emisión de rayos beta se utilizan en diferentes campos de la ciencia:
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En medicina se utiliza en algunos tratamientos médicos como el cáncer de hueso o de ojos.
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En medicina nuclear también se utilizan como marcadores.
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Control de calidad del grosor de algunos materiales, como por ejemplo el papel.
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Obtención de luz fosforescente para casos de emergencia en que no se dispone de electricidad.
Ejemplos de rayos beta
A continuación te mostramos algunos ejemplos que ilustran cómo los rayos beta tienen aplicaciones prácticas en áreas como la medicina, la arqueología y la generación de energía.
- Aplicación en la medicina nuclear: En la tomografía por emisión de positrones (PET), se utiliza la desintegración de isótopos que emiten positrones (beta positivos, β+). Un ejemplo es el fluor-18, que se incorpora en moléculas biológicas y emite positrones detectados por la PET, proporcionando imágenes tridimensionales del metabolismo y la función celular.
- Datación y arqueología: La técnica de datación por radiocarbono, ampliamente utilizada en arqueología, se basa en la desintegración beta negativa (β-) del carbono-14. Al medir la cantidad remanente de carbono-14 en un objeto, se puede determinar su antigüedad.
- Terapia contra el cáncer: En la terapia de radiación contra el cáncer, se emplean fuentes radioactivas que emiten rayos beta para dañar selectivamente las células cancerosas. El yodo-131, que emite beta negativos, se usa en el tratamiento del cáncer de tiroides.
- Generación de energía: En la fisión nuclear, un proceso que implica la división de núcleos atómicos, se liberan varios tipos de partículas, incluyendo rayos beta. Aunque esta aplicación no es directa para el lector, la fisión nuclear es relevante para entender cómo se genera la energía en ciertas plantas nucleares.
