El documento describe las aplicaciones de la energía nuclear, incluyendo la generación de electricidad, producción de radioisótopos para uso médico e industrial, y componentes de reactores nucleares. También discute los efectos de la radiación en la salud, unidades de dosis y detección de radiactividad.

1. ENERGÌA NUCLEAR
APLICACIONES
Ing. Clara Turriate M

2. APLICACIONES DE LA ENERGIA NUCLEAR
• La E. N. Puede ser empleada en múltiples campos
• 1.- Obtención de electricidad
• 2.- Producción de radioisótopos ( trazadores de los procesos
químicos y biológicos)
• -En la medicina
• -En la industria
• -En la agricultura

3. CENTRAL NUCLEAR

4. REACTORES NUCLEARES
Para controlar la energía que se produce en las reacciones de
fisión en cadena se necesita de un sistema que controle las
fisiones. Se llama REACTOR NUCLEAR
Consiste en una vasija donde se deposita el combustible
nuclear en forma de pastilla entre una serie de varillas.
• Los componentes de un reactor son:
• 1.- Un material moderador ( grafito ) desacelerar los
neutrones
• 2.- Barras de control ( cadmio ) controlar la velocidad de la
fisiones
• 3.- Un sistema de transferencia de energía calórica que
• transporta hacia un sistema de generador de vapor de
agua.
• 4.- Un sistema de blindaje para evitar la fuga de radiaciones

5. EFECTOS DE LA RADIACION
• La radiación natural constituye casi el 82,5 del total de la
radiación a la cual los seres vivos están expuestos,
originándose la mayor parte del radón radiactivo que se
encuentra en las rocas y en el suelo proveniente de isótopos
radiactivos o rayos X producidos artificialmente. A la radiación
recibida constantemente se conoce como radiación de fondo.
• La radiación provoca excitación o ionización de la materia.
• Excitación , producida por la radiación no ionizante, es decir,
cuando los electrones que constituyen los átomos o
moléculas se mueven en estados de mayor energía.
• Ionización , producida por la radiación ionizante, es decir,
cuando se saca un electrón de un átomo o molécula para
formar un ión o un radical libre.
• Par los seres vivos las radiaciones ionizante es más peligrosa,
esto se debe a que tiene una mayor frecuencia y menor
longitud de onda. Ejs: rayos gamma, los rayos X y la luz UV

6. Unidades de Radiación
Curie (Ci)
Roentgen
(R)
Rad
Rem
Gray (Gy)
(unidad SI)
Unidad de radiactividad que indica el
decaimiento de una sustancia radiactiva.
Ci = 3.7 x 1010 desinteg./s
Unidad de exposición a radiación gama o
X basada en la cantidad de ionización
producida en aire
I R = 2.1 x 109 iones/cm3
Unidad de dosis absorbida de radicación,
que indica la energía absorbida de
cualquier radiación ionizante.
Unidad de dosis equivalente; 1 rem es
una dosis en rads multiplicada por un
factor que depende del tipo de radiación
en particular.
1 rem = 1 rad x factor
Energía absorbida por los tejidos
1 Gy = 1 J/kg de tejido (l Gy = 100 rad)

7. Deteccion de la radioactividad. Contador Geiger-Müller
Alto voltaje
Ventana
Cátodo Ánodo
Aislante
Amplificador y contador
Gas argón
Puede usar también placas fílmicas, dosímetros y un instrumento
llamado contador de centello

8. La radiación natural
a la que está
expuesta la
población proviene
de la desintegración
de isótopos
radiactivos en la
corteza terrestre, de
la radiación cósmica
y de los isótopos
radiactivos que
forman parte de los
seres vivos, también
llamada radiación
interna
Radón 40%
Rayos
Cósmicos
12%
Radiación
Gamma 15%
Radiación
Interna 15%
Otros 1%
Tratamientos
Médicos 17%

9. Los elementos
radiactivos
naturales se
encuentran
distribuidos en
forma bastante
uniforme en las
rocas y suelos de
la corteza
terrestre, la cual
está constituida
principalmente
por basalto y
granito
Principales Radionucleidos
NNúúcclleeoo SSíímmbboolloo VViiddaa MMeeddiiaa
UUrraanniioo--223355 223355UU 77..0044 xx 110088 aaññooss
UUrraanniioo--223388 223388UU 44..4477 xx 110099 aaññooss
TToorriioo--223322 223322TThh 11..4411 xx 11001100 aaññooss
RRaaddiioo--222266 222266RRaa 11..6600 xx 110033 aaññooss
RRaaddóónn--222222 222222RRnn 33..8822 ddííaass
PPoottaassiioo--4400 4400KK 11..2288 xx 110099 aaññooss

10. Los peligros de la radiaciones - Efectos sobre la salud.
La vida se hace posible cuando la radiactividad
natural, procedente de los materiales que
componen la Tierra, disminuye.
Nuestra
atmósfera
desarrolla
barreras
protectora
s que
filtran la
radiación
procedent
e del
espacio.
La dosis total
absorbida es más
importante que el
periodo de tiempo
durante la cual fue
recibida.
El cáncer es el efecto
estocàstico más
usual.
La severidad de la
respuesta es
independiente de la
dosis.
No existe dosis de
seguridad en el caso
de efectos de
radiaciones ionizantes
sobre la salud.

11. ¿QUE EFECTOS BIOLOGICOS CAUSAN LAS RADIACIONES
IONIZANTES ?
Las lesiones provocadas por las radiaciones
ionizantes se pueden considerar bajo dos
aspectos :
• los efectos somáticos (lesión en los tejidos del
individuo ), y
• los efectos genéticos (alteraciones que se
transmiten a generaciones futuras ).

12. Son radiaciones ionizantes:
- los rayos X
- las radiaciones alfa
- radiaciones beta
- radiaciones gamma
- la emisión de neutrones
c
a
b
g
h
Energías ionizantes son radiaciones con la energía necesaria
para arrancar electrones de los átomos

13. DOSIS DE RADIACION
Científicamente se ha establecido normas que regulan
la exposición a la radiación. Estas normas establecen las
relaciones que existen entre la dosis y la duración de la
exposición a la radiación, indicando los efectos
biológicos que producen. Para medir la energía de una
cantidad determinada de radiación se han establecido
las siguientes unidades:
Unidades SI de dosis absorbida
gray (Gy) esta unidad corresponde a la absorción de 1 J
de energía por Kg de tejido.
rad (radiation absorbida dose) unidad más utilizada en
medicina.
Equivalencia entre 1Gy = 100 rad

14. DOSIS DE RADIACION
La radiación que causa ionización es la más dañina
para sistemas biológicos.
Dentro del organismo los rayos alfa son más peligrosas
que los rayos beta y gamma, mientras que fuera del
cuerpo los rayos gamma son mas peligrosas que los
beta y alfa.
dósis de radiación absorbida (rad)
Dosis = energía absorbida/ masa de tejido
1 rem = 1 rad x Q
Factor de calidad Q
Rayo α = 10
Rayo β = 1
Rayo 1= ץ
1 rad = 1 x 10-2J/kg de material

15. EFECTOS DE LA RADIACION

16. ¿QUÉ CUADROS CLINICOS SE DESCRIBEN EN
RADIACIONES IONIZANTES?
El cuadro clínico dependerá de:
• si la fuente es externa o interna
• de la dosis
• tiempo de exposición
• superficie (generalizada o localizada) y
• de la sensibilidad del tejido.

17. UNIDADES PARA EXPRESAR EL DAÑO BILOGICO
• SIEVERT ( Sv) y rem se utilizan para expresar el daño biológico en términos
de las cantidades reales de radiación absorbida.La equivalencia entre 1Sv =
100 rem
DOSIS (Sv) EFECTO BIOLOGICO
0 – 0,25 No hay efecto inmediato
0,25 – 0,50 Disminución temporal de la cuenta de glóbulos blancos.
0,50 – 1,0 Disminución importante de la cuenta de glóbulos blancos.
1,0 - 2,0 Náuseas. Caída del cabello
2,0 – 5, 0 Hemorragias internas. Posible muerte
> 5,0 50% de probabilidad de muerte en el plazo de 30 díass.

18. Ej.RADIACIÓN NATURAL (ANUAL)
35 mRem/Año
(0,35 mSv)
RAYOS CÓSMICOS
11 mRem/Año
(0,11 mSv)
SUELO
25 m Rem/Año
(0,25 mSv)
ALIMENTOS
5 mRem/Año
(0,05 mSv)
AIRE
34 mRem/Año
(0,34 mSv)
CASAS
Total Anual = 10 mmRReemm//aaññoo == 00,,11 mmSSvv
RReecciibbiimmooss nnaattuurraallmmeennttee:: TToottaall TTrriimmeessttrraall == 2255 mmRReemm == 00,,2255 mmSSvv
DDoossiiss ttrriimmeessttrraall rreeccoommeennddaaddaa aa eexxpp.. == 11..225500 mmRReemm == 1122,,55 mmSSvv

19. Consecuencias
Sobreirradiación: 11 ppeerrssoonnaa
EExxppoossiicciióónn:: 1188 ppeerrssoonnaass
• Lesión 16 días
• Lesión 16 días
después del
accidente
(8/marzo/99)
después del
accidente
(8/marzo/99)
• Efectos en la pierna
(70 días después del
• Efectos en la pierna
(70 días después del
accidente; 3/mayo/99 )
accidente; 3/mayo/99 )
• Efectos en la pierna
• Efectos en la pierna
(13:00 h, 21/02/99 )
(13:00 h, 21/02/99 )

21. ISOTOPOS RADIACTIVOS
• Son producidos en los reactores nucleares de investigación.
• El comportamiento químico es idéntico aun isótopo estable
del mismo elemento, pero son detectados ubicando la
radiación que emite. Estos isótopos son una herramienta muy
útil, ya que se pueden utilizar como trazadores en reacciones
químicas biológicas y no biológicas. Por ejemplo, en medicina,
industria y agricultura.

22. TRAZADORES EN MEDICINA
• Son una herramienta fundamental para detectar y tratar algunas
enfermedades. Así por ejemplo, utilizando radiofármacos de vida media
discreta, se pueden estudiar órganos y tejidos sin alterarlos. Una pequeña
dosis de radiofármacos se da al paciente, ya sea por vía intravenosa o por vía
oral, y a través de un dispositivo de detección se sigue el recorrido hasta que
se concentra en un órgano o tejido. La radiación emitida por este permite
crear una imagen del órgano la cual es reproducida para examinar.
Isótopo
Radiactivo
Vida
Media
Área del Cuerpo Estudiada
Yodo – 131 8,1 días Tiroides
Hierro – 59 45,1 días Glóbulos Rojos
Fósforo – 32 14,3 días Ojos, hígado y tumores
Tecnecio – 99 6,0 horas Corazón ,huesos , Hígado y pulmones
Sodio - 23 14,8 horas Sistema Circulatorio

23. TRAZADORES EN LA INDUSTRIA
• Se introducen en determinados procesos e investigan las
diversas partes que lo componen.
• Ej.: para detectar fugas de gases o líquidos que son
transportados a través de cañerías por diversos circuitos,
como los conductores subterráneos de un oleoducto.
• Para imágenes de piezas internas de diferentes estructuras,
utilizando radiografías en base a rayos gamma, conocidas
como gammagrafías, usadas para comprobar la calidad de
soldaduras en piezas metálicas y cerámicas.
• También se utilizan en medicina.

24. TRAZADORES EN LA AGRICULTURA
• Para llevar a cabo estudios sobre la efectividad de
determinados nutrientes para así poder utilizarlos
adecuadamente en diversos cultivos.
• Se logra introduciendo un isótopo como el P – 32, en un
fertilizante para marcarlo, luego se incorpora el fertilizante en
el suelo en tiempos y cultivos diferentes; así será posible
determinar qué cantidad y en que época del año aplicar el
fertilizante par obtener mayor productividad.
• Con éste método es posible lograr cultivos más resistentes a las
plagas o controlar altas plagas suministrando altas emisiones de
radiación ionizante en la población de insectos machos, ya que
así no dejan descendencia.

25. DATACION RADIACTIVA
La datación radiactiva se utiliza para determinar la edad de
algunos objetos de interés. Algunas técnicas de datación son:
Datación con carbono radiactivo
El isótopo de C-14 se forma por el bombardeo de los rayos
cósmicos al nitrógeno atmosférico, según la ecuación:
14N7 + 1n0 → 14C6 + 1H1
El 14C6 se encuentra en el aire como dióxido de carbono
radiactivo. Este gas es incorporado a la cadena trófica por las
plantas, luego los animales se las comen y exhalan C-14 como
dióxido de carbono.
Cuando el ser vivo muere no intercambia materia ni energía con
el entorno, por lo que no se renueva C-14 y su concentración
disminuye. Así, el C-14 a través de las sucesivas
desintegraciones se transforma en N -14 ,isótopo estable.

26. DATACION RADIACTIVA
La vida media del C-14 es de 5.730 años, por lo que, cuanto
menor cantidad exista en un organismo u objeto, mayor será su
antigüedad.
El mismo cambio que ocurre con el C -14 se observa en el
carbón, petróleo y madera del subsuelo, y también en las
momias.
Datación mediante isótopo de U -238
Esta datación se utiliza para determinar la antigüedad de las
rocas. La vida media de la primera etapa de desintegración del
uranio es de 4,51 *109 años, por lo que, en los minerales de
uranio se deberían encontrar isótopos de Pb -206 formados de
la desintegración radiactiva. Así la edad de las rocas se estima a
partir de la relación entre las masas de los isótopos de Pb -206 y
U -238

27. REACCIONES NUCLEARES
10
5 + ® +
B 1
n 7
Li α 0
3
42
10
5 + ® +
B 1
n 7
Li He 0
3
42
Contador Geiger (detección indirecta de partículas a a partir de neutrones)

28. REACCIONES NUCLEARES
Bomba atómica
235
U + 1
n ® 137
Te + 97
Zr +
2 1n
92 0
52
40
0
U n Ba Kr 3 1n
0
Reactores nucleares
235
+ 1
® 142
+ 91
+
92 0
56
36
Control de la reacción en cadena
113
48 + ® +
Cd 1
n 114
Cd γ 0
48
00

29. “Hay sólo 2 cosas infinitas: el
universo y la estupidez humana,
pero no estoy seguro de la
primera, de la segunda puedes
observar cómo nos destruimos
sólo por demostrar quién puede
más”
Albert Einstein