ensayo sobre la radiactividad
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BENEMÉRITA
UNIVERSIDAD
AUTÓNOMA DE PUEBLA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
COLEGIO DE INGENIERÍA QUÍMICA
ALUMNO:
Luis Eduardo López Hernández
DOCENTE:
Luis Misael Flores Olmos
Materia:
DHTIC
ACTIVIDAD:
After the draft (Ensayo final)
PERIODO:
Verano 2015
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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………….
MARCO TEÓRICO………………………………………………………………….....
ANTECEDENTES.....................................................................................................
Descubridores……………………………………………………………………
- Henri Becquerel………………………………………………………………..
- Pierre y Marie Curie…………………………………………………………...
El polonio y el radio………………………………………………………………
La materia…………………………………………………………………………..
- Modelos atómicos………………………………………………………….
- Radiaciones de los elementos………………………………………………...
- Modelo nuclear atómico……………………………………………………….
Radiactividad artificial…………………………………………………………
RADIACTIVIDAD…………………………………………………………………………..
Estructura de la materia………………………………………………………
Propiedades químicas de los elementos……………………………………..
Isotopos…………………………………………………………………………….
Desintegraciones nucleares…………………………………………………….
Tipos de radiaciones……………………………………………………………..
- Radiación no ionizante…………………………………………………….
- Radiación ionizante…………………………………………………………
- Penetración de los rayos ionizantes………………………………………….
Aplicaciones……………………………………………………………………….
- Evolución……………………………………………………………………......
- Aplicaciones Médicas……………………………………………………..
- Aplicaciones en agricultura………………………………………………
- Fuente de energía……………………………………………………………
* Fisión nuclear…………………………………………………………....
* Fusión nuclear………………………………………………………………
Peligros……………………………………………………………………………..
Conclusión………………………………………………………………….....
Bibliografía…………………………………………………………………………
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RADIACTIVIDAD
INTRODUCCIÓN
La radiactividad es un fenómeno físico que se presenta cuando los átomos de
algunos elementos emiten radiación y se reducen a partículas más pequeñas. Es
un fenómeno de gran importancia para la ciencia y ha tenido muchas aplicaciones
en materia de salud y aprovechamiento de energía y en lo personal me parece un
tema muy interesante que es necesario conocer y estudiar.
En este ensayo se expondrán los antecedentes y los personajes que han sido
puntos clave en la historia y el desarrollo de este gran fenómeno el cual fue
bautizado como radiactividad. Los hechos y causas que llevaron al descubrimiento
de la radiación y de los elementos radiactivos, así como de las aportaciones y
avances que se han llevado a cabo a lo largo de la historia por diversos científicos
que han dedicado su vida al estudio de este fenómeno. Desde los primeros
pensadores y filósofos que formularon teorías acerca de las entidades indivisibles
de las que se componía toda la materia, pasando por los científicos que notaron
un comportamiento desconocido en algunos elementos químicos, hasta los
grandes avances que se han logrado desarrollar en torno a los fenómenos
radiactivos, incluyendo sus implicaciones y riegos.
Existen muchas puntos de vista y posturas tanto en contra como a favor de la
radiactividad, las cuales se mencionaran en este ensayo seguida de un punto de
vista personal acerca de las ventajas y desventajas que tiene esta para la
sociedad y el medio ambiente, así como su impacto en las nuevas tecnologías y
en el futuro que nos depara.
Este ensayo va dirigido a todo público y se realizara en base a información que ha
sido analizada y seleccionada con detenimiento para que la información expuesta
en este trabajo sea confiable y veraz. Se ha tomado la información de varias
fuentes escritas y audiovisuales las cuales se utilizaran para la creación de un
trabajo que presente de manera clara y sencilla los antecedentes y conceptos
básicos necesarios para poder comprender y analizar más a fondo que es la
radiactividad, todo esto acompañado por opiniones y puntos de vista personales.
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MARCO TEÓRICO
Se conoce como radiactividad (también denominada radioactividad, según
acepta la Real Academia Española) a la propiedad de ciertos cuerpos dotados
con átomos que, al desintegrarse de forma espontánea, generan radiaciones.
Este fenómeno de carácter físico posibilita la impresión de placas fotográficas, la
generación de fluorescencias o la ionización de gases, entre otras cuestiones.
Los isótopos de un mismo elemento son las distintas variedades existentes de
núcleos que tienen la misma cantidad de protones, pero distinto número de
neutrones. Para definir completamente de qué núcleo se trata, deberemos
entonces decir cuántos protones y cuántos neutrones tiene. Para un mismo
elemento de la tabla periódica, existe una gran cantidad de diferentes isótopos.
Esto hace que el número de núcleos posibles sea enorme. Todos los isótopos de
un mismo elemento se deben colocar en el mismo lugar de la tabla periódica (De
ahí el nombre de isótopos). Hay elementos que tienen hasta 20 ó 30 isótopos
diferentes.
El análogo a la tabla periódica, pero considerando todos los posibles isótopos de
cada elemento se conoce como la Carta Nuclear
Los núcleos, a pesar de la repulsión eléctrica entre los protones, existe una fuerza
(interacción fuerte o fuerza nuclear) que dentro del núcleo atrae a los nucleones
entre sí. Esta interacción de corto alcance, permite a los núcleos se pueden
mantener unidos. Claramente, los neutrones ayudan a esta cohesión. Sin embargo
hay núcleos que no logran mantener indefinidamente su cohesión y producen la
emisión de partículas y radiaciones. A estos átomos los llamamos radiactivos
Los núcleos inestables o radiactivos se van transformando en núcleos de otras
sustancias por emisión de partículas o por su división en núcleos más ligeros. Los
isotopos radiactivos van sufriendo desintegraciones hasta alcanzar algún estado
estable.
Los principales tipos de desintegraciones nucleares son:
Alfa
Beta menos
Beta mas
Gamma
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ANTECEDENTES
El descubrimiento de la radiactividad tuvo un gran impacto en la física, en la
química y en la ciencia en general ya que con estos grandes hallazgos se abrió
paso a la investigación de la materia y a conocer mucho más sobre la estructura y
los componentes de esta. Antes de que el ser humano comenzara a hacer
experimentos e investigaciones sobre las emisiones de energía que se
presentaban en algunos átomos, se desconocía mucho sobre los componentes de
la materia y sobre las leyes que regían los fenómenos como la energía y la
radiación.
El primero en formular teorías acerca de la
estructura y la composición de la materia fue
Demócrito, un filósofo y pensador que comenzó a
cuestionarse sobre las entidades que nos
conformaban a los humanos y a todos los seres
vivos, así como a todos los seres inanimados, es
decir que comenzó a buscar aquellas cosas de las
que se componía todo lo que existe, tanto lo visible y
lo invisible. Lo que se le ocurrió a Demócrito fue
pensar en unas pequeñas unidades indivisibles e
invisibles, que conformaban a todo y a todos, las
cueles no podían ser destruidas o separadas en
partes más pequeñas y simples. A estas diminutas partículas las llamo átomos.
También estableció que los diferentes elementos estaban
compuestos de átomos distintos, los cuales diferían en forma y
tamaño, lo que les propiciaba a cada elemento sus
características y propiedades específicas que los identificaban.
Todas estas ideas son muy acertadas en varios aspectos y son impresionantes
considerando que en aquel tiempo estas ideas no se sustentaban con hechos
científicos o pruebas en laboratorios, todas salieron de la mente de este gran
filósofo y acertó con mucha precisión. Sin embargo estas ideas fueron
rechazadas por casi 2000 años por la sociedad, ya que estas ideas no podían
comprobarse ya que se trataba de partículas invisibles. Durante todo este tiempo
las ideas de Aristóteles prevalecieron y fueron aceptadas. El a diferencia de
Demócrito, sostenía que toda la materia estaba constituida por cuatro sustancias
básicas a las que llamo elementos: Agua, Tierra, Aire y Fuego. Como estas
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sustancias eran visibles y completamente tangibles, sus ideas gobernaron
mientras que los átomos fueron descartados.
Fue hasta la muerte de Aristóteles que los trabajos del francés Pierre Gassendi
fueron publicados y se volvió a retomar la idea de los átomos en Europa en el siglo
XVII.
Otro gran acontecimiento que me parece importante
mencionar fueron los hallazgos del alemán Roentgen en el
siglo XIX, el cual se encontraba estudiando el
comportamiento de los electrones al observar su
desplazamiento atreves de una pantalla fluorescente. Noto
que presentaba fluorescencia aun cuando había ausencia
de electrones, lo que lo llevo a pensar que lo que
provocaba tal efecto era otro tipo de rayos, así fue como
descubrió los rayos X al meter su mano entre el rayo y una
lámina metálica y observar como la imagen del esqueleto
de su mano se imprimía en la pantalla. Gracias a este
sorprendente hallazgo le fue entregado el primer premio
Nobel de la historia.
DESCUBRIDORES
Henri Becquerel
Henri Becquerel se encontraba estudiando algunos
materiales fluorescentes cuando por accidente descubrió
que las sales de uranio emanaban unos rayos
desconocidos que provocaban el mismo efecto en una
pantalla fotográfica cubierta con papel oscuro que los que
provocaban los rayos X.
Becquerel se dio cuenta de que estos rayos no provenían de una reacción química
y que el único responsable de esto era el uranio. Al aumentar la concentración de
este el efecto también se intensificaba lo que lo llevo a concluir que estas
emanaciones no tenían que ver con la forma química en la que se encontraba este
compuesto.
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Estos rayos desconocidos, junto con los rayos X de Roentgen y los rayos
catódicos de Thomson despertaban muchas incógnitas que no tenían respuesta
en esa época.
Pierre y Marie Curie
Madame Marie Curie junto con su esposo Pierre
Curie se interesaron por las publicaciones que
había realizado su amigo Henri Becquerel y
comenzaron a trabajar en proyectos de
investigación con respecto a los compuestos
radiactivos. Marie Curie se concentró en buscar
otro compuesto además del uranio que presentara
este tipo de radiación tan extraña. Sus trabajos dieron frutos al descubrir que el
torio también tenía propiedades radiactivas. Los esposos comenzaron a trabajar
juntos para encontrar una explicación al fenómeno de las emisiones presentadas
en elementos como el uranio y el torio. Más adelante estos dos grandes científicos
descubrieron dos nuevos elementos radiactivos.
EL POLONIO Y EL RADIO
Los esposos Curie continuaron con sus investigaciones y comenzaron a medir la
intensidad de las radiaciones en compuestos puros y en los minerales de uranio
con las que había trabajado Becquerel cuando descubrió la radiactividad.
Algunas de estas mediciones eran algo inusuales ya que
algunas de las sales de uranio presentaban una mayor
radiación que el uranio puro, lo que los llevo a pensar que
existía algún otro elemento presente en estos minerales que
también era responsables de las emisiones. Así fue como el
matrimonio Curie logro separar un nuevo compuesto
radiactivo al cual llamaron Polonio.
Al separar todos los componentes de las sales de uranio observaron que a pesar
de la ausencia del uranio y el polonio, los residuos aun emitían estos rayos
desconocidos, los cuales para su sorpresa, se intensificaban al separar más y más
sus componentes.
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Marie Curie se encamino en la ardua tarea de obtener
en su forma pura a este elemento desconocido que era
responsable de emitir tan grandes cantidades de
radiación. Y así fue como Madame Curie logro obtener
una muy pequeña porción de un nuevo elemento al que
llamo Radio. Más adelante Marie Curie logro sintetizar
una décima de gramo de Radio que obtuvo a partir de
una tonelada de residuos de pechblenda, el cual era un mineral al que se le
extraía el uranio para fines industriales, y que aun en la ausencia de este,
presentaba radiación.
Madame Curie decidió llamar Radiactividad a este fenómeno que consistía en la
emisión de radiación de manera espontánea cuando los átomos de algunos
elementos se desintegran. Gracias a todas estos hallazgos y contribuciones les
fue entregado a los Curie y a Becquerel el premio Nobel de Física, y más adelante
se le otorgó a Marie Curie el premio Nobel de Química por su ardua labor que
realizo al separar los componentes de la pechblenda y extraer el radio de este
mineral.
Con todos estos avances la idea de que el átomo era una unidad indivisible e
indestructible se vino abajo. Estas pequeñas partículas tenían una estructura muy
compleja de la que aún se tenía mucho por conocer.
LA MATERIA
Los descubrimientos antes mencionados presentaban grandes incógnitas que un
no tenían respuesta. Los científicos de la época eran incapaces de explicar las
emisiones radiactivas de algunos compuestos. La forma en la que concebía al
átomo cambio y se propusieron nuevas teorías acerca de su estructura para poder
explicar la descomposición de estos.
Modelos atómicos
Joseph John Thomson propuso en 1907 un nuevo modelo del
átomo, el cual consistía en una esfera cargada positivamente
y que tenía incrustadas en su superficie pequeñas partículas
cargadas negativamente. A estas partículas las llamo
electrones.
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A este gran científico se le atribuye el descubrimiento de la
primera partícula subatómica elemental y es reconocido por
su famoso experimento con los rayos catódicos, con los
cuales logro hallar al electrón. Su modelo atómico fue
revocado al poco tiempo ya que no podían explicar algunos
de los fenómenos que se presentaban en los experimentos
del científico Ernest Rutherford.
Rutherford realizo grandes contribuciones a la ciencia y fue el científico que por fin
encontró una respuesta a las incógnitas que se habían formulado acerca de las
emisiones radiactivas de algunos elementos.
Radiaciones de los elementos
Rutherford comenzó a buscar una explicación a los rayos
emitidos por el uranio y los demás compuestos radiactivos.
Fue entonces cuando descubrió que el uranio al emitir esta
radiación se transformaba en un elemento diferente, lo cual
acento las bases para formular sus teorías acerca del origen
de la radiactividad, afirmando que el átomo podía
descomponerse en partículas más pequeñas. Al estudiar los
compuestos formados después de que los elementos
radiactivos emitirán radiación, concluyó que los materiales radiactivos se
trasforman en materiales diferentes del mismo elemento o de un elemento distinto.
A este efecto se le conoce como decaimiento radiactivo.
Los rayos que son emitidos por los elementos radiactivos están constituidos por
tres componentes, a los que Rutherford nombro como los rayos alfa (α), los rayos
beta (β), y los rayos gamma (γ).
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Los rayos alfa se desviaban en dirección contraria a los electrones en presencia
de un campo magnético, por lo cual Rutherford supuso que estaban cargados
positivamente, después se supo que los rayos alfa son en realidad átomos de
helio cargados positivamente. Los rayos beta seguían la misma dirección que los
electrones, por lo que Becquerel demostró que estos son electrones cargados
negativamente. Y los rayos gamma no se desviaban en ninguna dirección por lo
que Rutherford los considero como un componente neutro parecido a lo rayos X o
a la luz visible.
Modelo nuclear atómico
Rutherford realizo un experimento en el que bombardeo con partículas alfa una
delegada lámina de oro, lo que se esperaba era que los rayos pasaran la lámina
con una desviación mínima ya que el modelo de Thomson plantaba que las cargas
positivas y negativas estaban repartidas uniformemente en todo el átomo. Sin
embargo lo que sucedió no fue así. La mayoría de las partículas alfa pasaban sin
desviarse y algunas otras no lograban traspasar la lámina de oro y eran desviadas
en dirección contraria. Este experimento fue uno de los más importantes que
realizo Rutherford y por el que muchos hoy lo recuerdan, ya que gracias a este los
científicos pudieron conocer con mayor detalle la estructura del átomo.
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Con este experimento Rutherford concluyo que el átomo en
realidad era una esfera hueca en la que la carga positiva se
encontraba en un núcleo muy pequeño y denso, mientras
que los electrones con carga negativa se encontraban
orbitando alrededor del núcleo como planetas. A estas
partículas cargadas positivamente las llamo protones. Así
fue como pudo explicar el comportamiento de las partículas
alfa en su experimento, las cuales en su mayoría pasaron
sin desviarse ya que la mayor parte del átomo se encontraba vacía, y las que
habían chocado con el núcleo del átomo cargado positivamente habían sido
desviadas ya que estas también se encontraban cargadas positivamente.
Rutherford planteó que era necesaria una partícula neutra que se encontrara en el
núcleo junto con los protones para que los átomos se mantuvieran estables y
evitar así que los electrones se precipitaran y chocaran con el núcleo del átomo.
Más tarde se logró descubrir la tercera partícula subatómica a la cual llamaron
neutrón, el cual se encontraba junto con los protones en el núcleo y que carecía
de carga.
RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
La radiactividad artificial fue descubierta por Jean Frédéric Joliot y su esposa Irene
Curie, hija de Pierre y Marie Curie. Ambos trabajaron junto a Madame Curie en el
Instituto del Radio, el laboratorio que se construyó con el fin de que los Curie
continuaran con sus trabajos de investigación después de que habían descubierto
el Polonio y el Radio.
Los esposos Joliot-Curie realizaron un
famoso experimento en el que
bombardearon una lámina de Aluminio con
rayos alfa (partículas compuestas por dos
protones y dos neutrones) provenientes de
una fuente de Polonio puro que ellos
mismos habían obtenido, con el fin de
estudiar la interacción que presentaba entre
el metal y las partículas alfa. El experimento
consistía en lanzar los rayos alfa contra la
lámina de aluminio y medir la actividad radiactiva que se presentaba al otro lado
de la lámina. Para su sorpresa se percataron de que la lámina de aluminio
continuaba emitiendo radiación aun cuando el ataque de los rayos había cesado.
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El aluminio en un elemento metálico que se caracteriza por tener en cada uno de
sus átomos 13 protones y 14 neutrones. Al ser bombardeado por los rayos alfa en
el experimento de los Joliot-Curie, este paso a transformarse por medio de una
reacción nuclear en la que un núcleo atómico interacciona con una partícula alfa
en Fosforo-30, el cual es un isotopo que cuenta con 15 protones y 15 electrones.
Este nuevo compuesto no se encuentra en la naturaleza y obedece las leyes del
decaimiento radiactivo propuesto por Rutherford, por lo que su periodo de vida es
muy corto. Este compuesto descubierto por la hija y el yerno de Madame Curie es
radiactivo y fue el primer caso de Radiactividad artificial. Becquerel y los esposos
Curie habían estudiado el fenómeno de la Radiactividad sin poder controlarla ni
modificarla y mucho menos inducirla. Sin embargo este nuevo descubrimiento dio
paso a grandes avances científicos que más adelante se explicaran con mayor
detalle. Los esposos Joliot- Curie recibieron el Premio Nobel de Química por el
descubrimiento de la Radiactividad Artificial. Sin duda los Curie fueron una familia
llena de científicos brillantes y extraordinarios, premiados tres veces con un Nobel
por sus trabajos y aportaciones.
RADIACTIVIDAD
Formalmente podemos definir a la radiactividad como un fenómeno físico que
consiste en la emisión espontanea de radiación por parte de los núcleos atómicos
de algunos elementos químicos. Existen diferentes tipos de radiación: la radiación
electromagnética como los rayos X o los rayos gamma, y la radiación corpuscular
como los rayos alfa o los rayos beta. Este fenómeno se encuentra presente en
elementos muy grandes y que sobrepasan los 84 protones en su nucleó atómico,
lo que los convierte en núcleos muy inestables. Un ejemplo de estos son el
polonio, el uranio o el radio, los cuales ya habíamos mencionado anteriormente.
Estos núcleos emiten radiación y
se descomponen o “decaen”,
transformándose en un elemento
más estable o en otro que también
presenta inestabilidad, por lo que
continua el proceso de decaimiento
hasta llegar a un elemento estable
o a su descomposición total.
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A continuación se presentan algunos puntos importantes sobre la radiactividad con
el fin de aclarar algunos conceptos básicos y conocer más sobre el impacto y los
usos que se le dan a este fenómeno en la actualidad.
ESTRUCTURA DE LA MATERIA
La materia (todo aquello que ocupa un espacio y un tiempo) está constituida por
unidades fundamentales llamadas átomos, los cuales son tan pequeños que no
pueden ser vistos con una lupa o un microscopio. Anteriormente se creía que los
átomos eran esferas solidadas y que no podían ser separadas o destruidas. Sin
embargo con todos los avances de la ciencia hoy se sabe
que los átomos, según del modelo cuentico actual, están
compuestos por un núcleo en donde se encuentran los
protones (partículas subatómicas cargadas positivamente) y
los neutrones (partículas sin carga), y los electrones
cargados negativamente se mueven alrededor de este
atreves de zonas probabilísticas llamadas orbitales, las
cuales son consideradas como nubes de densidad
electrónica.
Este modelo es el más moderno y es el que se apega más a la teoría cuántica,
sin embargo el modelo que se utiliza con fines educativos y didácticos es el
modelo de Rutherford, el cual plantea que los electrones giran a gran velocidad
alrededor del núcleo atreves de orbitas como si fueran planetas.
Los átomos de cada elemento difieren en el número de protones que se
encuentran en el núcleo y es esta variación la que le da las características
específicas a cada elemento. La cantidad de protones y electrones en cada átomo
es la misma cuando este se encuentra en su forma más estable y se conoce como
número atómico, el cual se representa con la letra Z.
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS
Las propiedades y características de los elementos químicos varían
principalmente por su número atómico y estos pueden ser agrupados en un orden
específico. El primero en ordenarlos fue Medeléiev, quien fue agrupando a los
elementos que tenían propiedades similares. Posteriormente Moseley los ordeno
de acuerdo a su número atómico en una tabla que contenía grupos y periodos.
Esta tabla hoy es conocida como la Tabla Periódica de los Elementos, la cual
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contiene a todos los elementos naturales y a los elementos sintéticos creados por
el hombre. Algunos elementos comparten características similares como los gases
nobles, que se caracterizan por ser muy poco reactivos, los halógenos, que tiene
la propiedad de enlazarse fácilmente con el hidrogeno o los metales alcalinos,
identificados por su gran reactividad. Estos grupos de elementos también son
conocidos como familias y están presentes en la tabla periódica.
ISOTOPOS
Como ya hemos mencionado anteriormente, lo que le da las propiedades
específicas a un elemento es el número de protones que se encuentran en el
núcleo atómico. Es decir que el oxígeno es considerado como tal por tener 8
protones en su núcleo. Si este tuviera más o menos protones en su núcleo dejaría
de ser considerado oxígeno. En el núcleo del átomo existen otras partículas
llamadas neutrones, las cueles, sumadas con la cantidad de protones nos dan el
peso atómico o número de masa.
Los átomos que se encuentran en su forma más estable contienen un número de
masa especifico, sin embargo este puede variar al aumentar o disminuir en
número de neutrones presentes en el núcleo. A las variaciones del mismo
elemento que contienen el mismo número de protones pero difieren el número de
neutrones se conocen como isotopos. Los núcleos de oxígeno más estables
tienen un peso atómico de 16 (8 protones y 8 neutrones), sin embargo el oxígeno
también se encuentra presente en la naturaleza con 9 o 10 neutrones en el núcleo.
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El primer isotopo descubierto fue el fosforo-30, por los esposos Joliot-Curie. Hoy
en día algunos elementos tienen hasta 20 o 30 isotopos, alcanzando un total de
casi 2000 isotopos naturales y obtenidos por el hombre. Muchos de estos isotopos
son radiactivos, ya que al ser inestables emiten radiación ya sea se partículas alfa,
beta o gamma.
DESINTEGRACIONES NUCLEARES
Dentro de los núcleos atómicos está presente una fuerza conocida como fuerza
nuclear fuerte la cual es responsable de mantener unidos a los protones y a los
neutrones dentro del núcleo y que estos no se separen por efecto de repulsión
electromagnética (las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen).
Sin embargo existen algunos casos en la que esta fuerza es superada por las
fuerzas electromagnéticas o no pueden mantener la cohesión entre los protones,
lo que provoca que los núcleos expulsen partículas para poder estabilizarse.
Como ya habíamos mencionado anteriormente esto sucede cuando el átomo es
muy pesado (contiene una cantidad muy grande de protones y neutrones en su
núcleo), o cuando hay más protones que neutrones en el átomo. Este tipo de
núcleos son considerados radiactivos y se van degradando, es decir van emitiendo
radiación para transformarse en un elemento radiactivo o en uno estable.
TIPOS DE RADIACIONES
Existen muchos tipos de radiaciones y muchas veces se cree de manera errónea
que todas son dañinas o contaminantes, y que al estar en contacto con ellas nos
va a dar cáncer. En realidad la radiación se encuentra presente en todo momento
y en cualquier lugar, los seres vivos y los objetos interactuamos constantemente
con ella.
A continuación se presentan los tipos de radiación que existen y su composición.
Radiación no ionizante:
Ondas de radiofrecuencia
Microondas
Luz visible
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Rayos infrarrojos
Luz ultravioleta
Radiación ionizante:
Rayos X
Rayos alfa ( núcleos de helio, es decir dos protones y dos neutrones)
Rayos beta:
Beta (-): Electrones cargados negativamente
Beta (+): Electrones cargados positivamente, también conocidos como
positrones
Rayos gamma: Radiación sin carga, muy parecida a la luz visible o a los
rayos X, pero mucho más energéticos.
La radiación ionizante, al tener una gran energía, tiene la propiedad de ionizar la
materia por la que esta pasa. Es decir que puede arrancar los electrones de los
átomos que se encuentren en su trayecto. Este tipo de radiación tiene efectos
dañinos a la salud ya que pueden provocar un desprendimiento de electrones en
átomos que se encuentren formando moléculas de carácter biológico, es decir de
las que están compuestas nuestras células. Este desprendimiento puede provocar
un cambio en el funcionamiento de nuestro organismo, el rompimiento de enlaces
moleculares, o una alteración genética. A diferencia de este tipo de radiación, los
rayos no ionizantes no son tan energéticos y no causan daños a la salud.
Penetración de los rayos ionizantes en la materia
Los rayos alfa pueden ser detenidos por una hoja de papel
Los rayos beta atraviesan el papel pero son detenidos por una lámina
aluminio
Los rayos gamma pueden atravesar el papel y el aluminio, pero son
detenidos por una placa gruesa de plomo
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Los neutrones son los que tienen un mayor alcance ya que pueden penetrar
el papel, el aluminio y el plomo, pero no pueden atravesar un bloque de
hormigón.
APLICACIONES
Evolución
Todos los organismos vivos hemos podido
evolucionar atreves de los años gracias a una
serie de mutaciones que se han llevado a cabo de
forma aleatoria y espontánea. Esta evolución se
ha llevado a cabo de manera acelerada ya que en
el planeta existe una gran cantidad de uranio, el
cual es un elemento radiactivo que emite
radiación ionizante. Esta radiación tiene efectos
sobre nuestras células y provoca un cambio en nuestro código genético. Los
organismos que han sufrido mutaciones favorables sobreviven y se multiplican,
mientras que los que sufren cambios desfavorables desaparecen.
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Un ejemplo son los ojos azules en el ser humano. Se dice que todos los seres
humanos con ojos azules tienen un ancestro común que sufrió una mutación hace
millones de años, y que gracias a esta distinción favorable, pudo reproducirse con
rapidez y dejar una descendencia que tuviera la misma característica. Es decir que
el responsable de la evolución humana y de todos los seres vivos a lo largo de los
años es la radiactividad. No es tan mala después de todo.
Aplicaciones Médicas
La radiactividad también ha traído muchos avances en la medicina, siendo los más
conocidos el uso de rayos X y la radioterapia. Sin embargo no son las únicas
aplicaciones que se le dan al área de la salud.
Hoy en día existen procedimientos médicos
básicos que consisten en el uso de la
radiación para realizar diagnósticos, llevar a
cabo exploraciones en los huesos, el cerebro o
el corazón y para tratar enfermedades como el
cáncer. Para esto se usan isotopos radiactivos
de semivida corta y cada uno de ellos se utiliza
para un caso en específico dependiendo de
sus propiedades y de la enfermedad que se
quiera tratar. Algunos de estos isotopos son el yodo radiactivo (I-131) que es
utilizado para realizar diagnósticos médicos con respecto al funcionamiento de la
tiroides y para combatir el hipertiroidismo, y el talio radiactivo (Tl-201) que sirve
para evaluar la eficiencia cardiaca y para detectar obstrucciones en las arterias.
La razón por la que son utilizados isotopos de vida media corta en dosis de baja
concentración es para evitar daños colaterales en el funcionamiento celular, ya
que no hay que olvidar que estos compuestos emiten radiación ionizante, la cual
es dañina para la salud.
Aplicaciones en la agricultura
La radiación se ha utilizado para mejorar el rendimiento de los cultivos y en la
actualidad existen varias aplicaciones de la radiactividad en materia de agricultura,
muchas de ellas son debatidas en la actualidad.
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Una de estas aplicaciones son los alimentos
transgénicos, los cuales han sido alterados
genéticamente con radiación para resistir
enfermedades y plagas. Muchos advierten que
consumir estos alimentos puede traer
enfermedades y riesgos a la salud y que se debe
detener este tipo de investigaciones, así como la
comercialización de estos productos nocivos. Sin
embargo los científicos argumentan que las mutaciones son un proceso natural
que impulsa la evolución y el desarrollo, y que los alimentos transgénicos han sido
un gran avance para el aprovechamiento y el rendimiento de los cultivos.
La radiación también es utilizada para alargar el tiempo de vida de algunos
alimentos y que así pueda durar más su almacenamiento, se utiliza también para
el control de plagas y en el uso de fertilizantes que ayuden a la producción de los
alimentos.
Fuente de energía
Vivimos en la era del petróleo, en la que la mayor fuente de energía son los
combustibles fósiles. Sin embargo estos recursos son limitados y en algún
momento del futuro se terminaran, sin olvidar la contaminación y el calentamiento
global que han sido provocados por la explotación de los recursos fósiles como
fuente de energía. Muchos avances se han llevado a cabo en torno a las energías
limpias como la energía solar, la eólica y la hidráulica, sin embargo aún existen
muchas limitaciones como su baja eficiencia y su poca disponibilidad bajo
condiciones climatologías desfavorables.
Las reacciones nucleares son una serie de reacciones que se llevan a cabo en el
núcleo atómico, provocadas por rompimiento o adición de estos. Estas reacciones
liberan una gran cantidad de energía, la cual se considera como una fuente
potencial en el futuro. La energía liberada en las reacciones nucleares es un millón
de veces más grande que la que se libera en una reacción química, como en la
combustión del metano o la gasolina, ya que parte de la masa de las partículas
involucradas en la reacción se transforma directamente en energía. Existen dos
tipos de reacciones nucleares: La fisión nuclear y la fusión nuclear.
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Fisión Nuclear
La fisión nuclear es una reacción en cadena que se lleva a cabo cuando se
bombardea un núcleo pesado de uranio-235 con neutrones, provocando el
rompimiento del núcleo en dos núcleos más estables. Se dice que esta reacción
es en cadena ya que la fisión da como resultado dos núcleos más estables y dos
neutrones. Estos neutrones atacan dos núcleos de uranio para formar cuatro
núcleos y así sucesivamente continuar el rompimiento nuclear hasta terminar con
todo el material radiactivo. Esta reacción libera una gran cantidad de energía y
existe el riego de que esta reacción en cadena se descontrole y provoque grandes
desastres, como la contaminación ambiental y las enfermedades.
El mayor accidente nuclear registrado en la historia fue el que ocurrió en la central
nuclear de Chernóbil, en el que uno de los reactores nucleares exploto debido a
una fisión nuclear que se salió de control. Las consecuencias medioambientales y
las víctimas aún siguen aumentado después de casi 30 años de haber ocurrido el
accidente.
Fusión Nuclear
Esta reacción consiste en la colisión de dos núcleos pequeños para generar un
núcleo más pesado. La fusión nuclear libera mucha más energía de la que se
libera en la fisión nuclear y aun en la actualidad se siguen buscando maneras de
controlar estas reacciones tan exotérmicas.
Para lograr este tipo de reacciones es necesario utilizar una gran cantidad de calor
o un acelerador de partículas con el fin de que al momento de la colisión, los
átomos se muevan a gran velocidad para lograr que los núcleos se mantengan
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unidos y poder vencer las fuerzas electrostáticas repulsivas que provocan los
electrones que cubren a cada uno de los núcleos atómicos.
Para poder aislar a los núcleos atómicos de los electrones que los rodean se
utiliza el plasma. El plasma es el quinto estado de la materia que se presenta en
los gases calentados a altas temperaturas. La materia de la que se constituye el
sol y las estrellas se encuentra en este estado, ya que todas las estrellas están
compuestos de gases sobrecalentados que se encuentran comprimidos en un
espacio determinado gracias a las fuerzas gravitatorias del propio cuerpo celeste
PELIGROS
Como ya se ha mencionado anteriormente, la
radiación como los rayos alfa, beta y gamma,
pueden provocar un cambio en el funcionamiento de
nuestras células y afectar nuestro estado de salud,
llegando a ser letal si la exposición a la radiación es
prolongada. Los usos de la radiactividad son muy
variados y esto provoca que los residuos radiactivos
producidos por las industrias, las plantas nucleares,
los hospitales y los cultivos contaminen tanto al
medio ambiente como al ser humano.
Muchos de los residuos producidos por las plantas nucleares y las industrias son
altamente radiactivos y lo más desalentador es que hoy en día aún no se ha
encontrado una manera de almacenar y tratar estos desechos antes de que
causen graves daños a las personas y al ambiente
Los desastres ocurridos en Chernóbil y en Pennsylvania tuvieron consecuencias
lamentables y afectaron la salud de las personas que estuvieron expuestas a la
radiación liberada al ambiente. Hoy en día aún podemos ver las consecuencias de
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estos desastres en las victimas que fueron afectadas de por vida con tumores y
deformidades en ellos y en su descendencia.
Muchos consideran que algunas cosas hubiera sido mejor
no haberlas descubierto y la radiactividad es una de ellas.
El descubrimiento de la energía nuclear y la llegada de la
Segunda Guerra Mundial llevaron a la humanidad a la
creación de una de las armas más devastadoras de todos
los tiempos. La bomba nuclear. El gobierno de Estados
Unidos uso esta bomba para atacar Japón y terminar con la
guerra, cobrando millones de vidas y causando
enfermedades a los humanos que sobrevivieron. El esfuerzo de muchos científicos
que dedicaron sus vidas a descifrar todas las incógnitas sobre la radiactividad se
vieron manchadas con esta gran atrocidad, usando los avances científicos para el
caos y la destrucción en lugar de usarlos para el bien común.
Si llegara una Tercera Guerra Mundial,
probablemente esta arma seria la
causante de muchas muertes y
probablemente de la extinción de la
raza humana.
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CONCLUSIÓN
Las ventajas que nos ha traído este descubrimiento son muchas, sin embargo se
ven opacadas por los grandes desastres que han ocurrido a lo largo de la historia,
ha cobrado muchas vidas y millones de personas hoy viven afectadas por los
efectos nocivos que la radiactividad causa en las personas. Es necesario tratar
este tema de manera crítica y analítica.
Hoy en día aún se debaten muchas cuestiones acerca de esta ciencia, como el
tratamiento de los residuos radiactivos, los alimentos transgénicos, las armas
nucleares y la implementación de la energía nuclear como fuente alternativa del
desarrollo humano.
Cada día nos encontramos con nuevos avances y nuevos descubrimientos y me
parece que la humanidad tiene el potencial para utilizar las nuevas tecnologías
para el bienestar social y el mejoramiento de la calidad de vida. Sin embargo
muchas veces los intereses económicos y políticos son más grandes y hacen uso
delas nuevas tecnologías para obtener poder y riquezas.
Las nuevas generaciones deben de estar preparadas y ser partícipes del
crecimiento y el desarrollo humano, ser curiosos he investigar, experimentar y
proponer alternativas viables para innovar y crear tecnologías que ayuden al
desarrollo científico.
BIBLIOGRAFÍA
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DE ESPAÑA.
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