La palabra "radiación" se refiere a energía que viaja a través del espacio en forma de ondas o partículas. El fenómeno de la radiactividad se produce cuando los átomos se desintegran y sueltan partículas alfa, beta y gamma.
El material radiactivo es aquel que emite estas radiaciones sin necesidad de ninguna fuente externa. Si somos estrictos con esta definición todos los materiales existentes contienen isótopos radiactivos, incluso las personas. Sin embargo, la mayoría no presentan ningún peligro para la salud y no requieren ningún tipo de protección. Cuando la proporción de radiactividad es lo suficientemente grande y requiere protección, se denomina sustancia radiactiva.
En esta guía veremos una explicación sobre el material radiactivo, así como algunos ejemplos para entender mejor su significado.
¿Qué son los materiales radioactivos?
El material radiactivo es un material que contiene partículas radioactivas. Las partículas radioactivas son átomos que se descomponen de forma espontánea, liberando radiación. La radiación puede ser dañina para el cuerpo humano si se expone a ella durante un período prolongado de tiempo.
El material radiactivo se utiliza en una variedad de contextos, por ejemplo, en la medicina y en la investigación. En medicina, el material radiactivo se utiliza para tratar enfermedades como el cáncer. En la investigación, el material radiactivo se utiliza para estudiar los átomos y las moléculas.
Residuos nucleares
Los residuos nucleares son los materiales radiactivos que se generan como subproductos de la explotación de la energía nuclear.
Algunos ejemplos de residuos nucleares son los combustibles usados en reactores nucleares, los productos de fisión y los desperdicios de radioactividad.
Las centrales nucleares son capaces de obtener una gran cantidad de energía eléctrica al controlar una reacción en cadena de reacción de fisión de uranio. Sin embargo, el combustible gastado es un emisor importante de radiación ionizante.
Existen protocolos especiales para gestionar los materiales radiactivos de las centrales nucleares que incluyen tanto el combustible gastado como ropa, herramientas y otros elementos radiactivos.
Definición de radioactividad
La radioactividad es un fenómeno natural o artificial por el cual algunos elementos químicos (los denominados radioisótopos) se desintegran espontáneamente, emiten radiaciones y/o liberan energía.
La mayoría de los radioisótopos son estables, pero hay algunos que son inestables y se desintegran con el tiempo. La velocidad a la que se producen estas reacciones es diferente para cada radioisótopo.
La radiactividad puede ser natural o artificial. La denominada radiactividad natural es la emisión de radiación ionizante que se produce de forma natural en el interior de la Tierra. La llamada radiactividad natural es un fenómeno físico que ocurre en todos los lugares del mundo y que está presente en todos los seres vivos.
Sin embargo, existen procesos químicos para conseguir que los átomos sean todavía más inestables para, por ejemplo, facilitar las reacciones en cadena en los reactores nucleares. El plutonio es un ejemplo de material radiactivo creado artificialmente.
Tipos de radiación
La radiación se puede mostrar mediante la emisión de tres tipos de partículas:
-Radiación alfa: Consiste en partículas con carga positiva, núcleos de helio (4He), que se emiten por los núcleos de átomos inestables. Tiene un alcance reducido y no atraviesa la piel y, no tan siquiera una hoja de papel. Sin embargo, este tipo de radiación es peligrosa si se inhala o ingiere.
-Radiación beta: Se trata de partículas eléctricamente cargadas que se emiten por los núcleos de átomos inestables. La radiactividad beta es menos dañina que la alfa, ya que la mayoría de las partículas beta se detienen en la piel.
-Radiación gamma: un rayo gamma es un tipo de onda electromagnética similar a la luz, pero con una frecuencia mucho mayor. Las radiaciones gamma son altamente penetrantes y pueden ser muy dañinas.
Descubrimiento de los materiales radioactivos
La radioactividad fue descubierta en 1896 por el físico francés Henri Becquerel de forma casual mientras trabajaba con una placa fotográfica. Él notó que un cristal de uranio emitía rayos invisibles, incluso cuando estaba encerrado en un cajón.
Becquerel compartió el Premio Nobel de Física de 1903 con Marie Curie y Pierre Curie por sus trabajos relacionados con la radioactividad.
Tipos de materiales radiactivos
Los materiales radiactivos se dividen en tres categorías principales: óxidos, metales y sal.
Los óxidos de los elementos pesados, como el uranio y el torio, son los más radiactivos.
Los metales, que incluyen al plomo y al mercurio, son menos radioactivos que los óxidos.
Las sales, como la sal de roca o el cloruro de sodio, son generalmente menos radioactivas que los óxidos o los metales.
Medición de la radiación que posee un material
La radiación de un material se mide mediante el uso de un instrumento denominado radiómetro. Este dispositivo está compuesto por una cámara sensible a la radiación, que se encuentra en el interior de una esfera opaca. La cámara está conectada a un contador de Geiger, que registra la cantidad de radiación presente en el material.
El contador Geiger es un dispositivo de descarga de gas para el conteo automático de partículas ionizantes que ingresan al contador. Este dispositivo fue inventado en 1908 por Hans Geiger .
Una unidad habitual para medir la radiación es el sievert (Sv). Esta unidad indica el potencial para causar daño en los órganos y tejidos de las personas.
Debido a que el sievert es una unidad muy grande, habitualmente se utilizan unidades menores como el milisievert (mSv).
Afectación sobre la salud
Los materiales radioactivos emiten radiación que puede ser muy perjudicial para la salud, ya que puede causar cáncer y otras enfermedades graves.
Los efectos de la exposición a materiales radioactivos sobre la salud dependen de la cantidad de radiación a la que se está expuesto, así como de la duración de la exposición. La liberación más importante de material radioactivo se produjo a consecuencia del accidente nuclear de Chernobyl. La mayor parte de este material se depositó en las inmediaciones de la central debido a que estos elementos se vieron afectados por el campo magnético terrestre.
Por otro lado, la persona que recibió una dosis más alta de radiación fue Hisashi Ouchi en una planta de procesamiento combustible nuclear.
Por lo tanto, es importante evitar la exposición a materiales radioactivos si es posible.
Ejemplos de elementos radiactivos
A continuación mostramos algunos ejemplos destacados de elementos radiactivos:
El agua pesada: el agua pesada es una forma de agua que contiene un mayor número de átomos de hidrógeno que el agua normal. Es radioactiva debido a que el núcleo de los átomos de hidrógeno está más cerca del núcleo del átomo de oxígeno.
Los isótopos de uranio: los isótopos son átomos de un elemento químico que tienen el mismo número atómico, pero difieren en el número de neutrones en el núcleo. Algunos isótopos son estables, mientras que otros son inestables y se descomponen con el tiempo como sucede con los de uranio, plutonio o torio. Los isótopos inestables se llaman isótopos radiactivos.
Los elementos transuránicos: los elementos transuránicos son aquellos elementos con un número atómico superior a 92 (el uranio). Debido a su estructura, estos elementos son altamente inestables y se descomponen rápidamente en otras sustancias.
En este sitio web puedes consultar las sustancias radiactivas más importantes.
Materiales radiactivos más comunes
Los materiales radiactivos más comunes son el uranio, el plutonio y el torio. Estos elementos se encuentran en la naturaleza y se utilizan en la industria para generar energía nuclear.
El uranio es el material radiactivo más abundante en la Tierra y se encuentra en rocas y minerales. El plutonio es un elemento artificial creado en los reactores nucleares. El torio es un elemento natural que se encuentra en la corteza terrestre.
El material radiactivo más peligroso
El material radiactivo más peligroso es el plutonio siendo una de las sustancias más tóxicas para el ser humano. El plutonio es un metal pesado que se encuentra en la naturaleza en pequeñas cantidades.
Por un lado, no puede penetrar la piel, pero si se ingiere o se inhala tras un escape o en un accidente nuclear, las partículas de plutonio pueden afectar a los huesos, pulmones u otros órganos importantes y, con el tiempo, pueden causar cáncer.
El plutonio se usa comúnmente en armas nucleares y centrales nucleares.