Trabajo realizado por un alumno de 3º de la ESO sobre la radioactividad y sus aplicaciones a la humanidad

1. La radiactividad
DSV
3º ESO

2. - ¿Qué es la radiactividad?
La radiactividad o radioactividad es una energía que emiten ciertos
cuerpos, sea espontáneamente (radiactividad natural) o provocada
por una intervención externa (radiactividad artificial).
❑ La RADIOACTIVIDAD NATURAL es la propiedad que tienen algunos cuerpos de modificarse
espontáneamente emitiendo radiación.
Mayormente, los átomos que existen en la naturaleza son estables (la composición del núcleo
no varía), sin embargo, una pequeña porción de ellos tienen una tendencia a descomponerse
con el transcurso del tiempo, transformándose en otros elementos diferentes.
Rayos cósmicos
El fenómeno de la radiactividad fue descubierto casualmente por Henri Becquerel
en 1896 mientras estudiaba los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia.

3. ❑ La RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL se produce cuando un material estable se ha hecho radiactivo por
exposición a cierta radiación.
Para producir esta energía artificial es preciso bombardear intencionadamente el núcleo de un átomo
de un determinado material. Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado, penetran el
núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después
de manera radioactiva.
En las centrales nucleares de fisión ese material (o combustible) habitualmente usado es el uranio.
Fue descubierta por la pareja Jean Frédéric Joliot-Curie e
Irène Joliot-Curie, bombardeando núcleos de boro y de
aluminio con partículas alfa.

4. La radiactividad, por tanto, +se refiere a la propiedad de ciertos núcleos atómicos inestables de
descomponerse espontáneamente con el tiempo.
Durante este proceso, los núcleos emiten partículas subatómicas y radiación en forma de rayos alfa
(partículas alfa), rayos beta (partículas beta) y rayos gamma.
Esta desintegración radioactiva puede ser acompañada por la emisión de partículas de alta energía
y la liberación de energía en forma de radiación.

5. - ¿Qué son los isótopos radioactivos?
Los ISÓTOPOS son átomos de un mismo elemento que tienen la misma
cantidad de protones en su núcleo, lo que determina su identidad
química, pero difieren en la cantidad de neutrones presentes.
Los radioisótopos o isótopos radioactivos son elementos (isótopos)
que emiten radiación y que son utilizados con distintos fines.
Cada uno de esos isótopos tiene distintas características propias, como
el tipo de radiación que emite (alfa, beta, gamma) y el período de
semidesintegración, entre otras.

6. - Orígenes de los isótopos radioactivos
Los isótopos radioactivos pueden tener diferentes orígenes dependiendo de su naturaleza.
Origen natural
Se forman de manera natural en la Tierra como resultado de la desintegración de elementos radioactivos
primordiales. Por ejemplo, el uranio-238 se descompone en una serie de etapas para formar una serie de
isótopos radiactivos, incluyendo el radio-226 y el plomo-206.
Estos isótopos se encuentran en minerales y rocas, y su
desintegración a lo largo del tiempo se utiliza en la
datación radiométrica para determinar la edad de
objetos geológicos y arqueológicos.

7. - Orígenes de los isótopos radioactivos
Origen artificial
Los isótopos radioactivos también se generan de forma artificial en los reactores
nucleares y en los aceleradores de partículas.
En los reactores nucleares, los isótopos radiactivos se producen mediante la fisión
nuclear, que es la división de núcleos atómicos pesados, como el uranio-235 y el plutonio-
239. Estos isótopos radiactivos se utilizan en la generación de energía nuclear y en
aplicaciones industriales y científicas.
En los aceleradores de partículas, los isótopos radioactivos
se generan mediante reacciones nucleares inducidas por
bombardeo de partículas aceleradas.

8. Tipos de emisiones radiactivas.
Entre 1896 y 1903, los científicos descubrieron que no todos los elementos
radiactivos emiten las mismas radiaciones. Algunos emiten radiaciones más
potentes que otros, cada una de las cuales transforma el núcleo de distinta
manera.
Cuando la radiación de la muestra de un elemento
radiactivo se somete a la acción de un campo magnético,
se determina la existencia de tres tipos de emisiones
radiactivas: partículas alfa, partículas beta y rayos
gamma.

9. Partículas Alfa
❑ Son un flujo de partículas con carga positiva (+).
❑ Están formadas por dos protones y dos neutrones, lo que equivale a átomos de
Helio (He).
❑ Debido a que la masa y el volumen de las partículas son relativamente
elevados, estas radiaciones viajan a una velocidad menor que las radiaciones
Beta o Gamma, por lo tanto, tienen un poder de penetración bajo.
❑ Además, estas partículas chocan fácilmente con las moléculas de aire
y en cada choque pierden parte de su energía, hasta quedar detenidas
o ser absorbidas por algún otro núcleo en su camino.
❑ Al mismo tiempo, si las partículas chocan con los electrones
periféricos de un átomo, éstos pueden ser arrancados por ellas,
provocando que el átomo se ionice. En consecuencia, las partículas
alfa tienen gran poder ionizante.

10. Partículas Beta
❑ Son electrones (carga negativa) lanzados, a altas velocidades, desde un núcleo
inestable.
❑ Las partículas Beta son 7.000 veces más pequeñas que las alfa y viajan a una
velocidad cercana a la de la luz, condición que les permite atravesar la malla de
núcleos y electrones de algunas clases de materia. En suma, poseen un poder de
penetración medio, pero mayor que el de las partículas alfa.
❑ Los electrones no existen en el núcleo, ellos se forman a partir de un neutrón (en
núcleos inestables).Cuando un núcleo emite una partícula beta, su número atómico
aumenta una unidad y su número másico no se ve afectado.

11. Rayos Gamma
❑ Son ondas de luz, es decir, son radiaciones electromagnéticas idénticas a las de
la luz, pero con un contenido energético muy superior, no tienen carga
eléctrica por lo que frente a un campo eléctrico no sufren desviación.
❑ Su peligrosidad radica en que son altamente mutagénicas para las células
vivas.
❑ El poder ionizante de las emisiones radiactivas varía en sentido inverso al poder
de penetración. Se ha calculado que su poder ionizante es 100 veces superior al
de la radiación Beta y éstos, 100 veces superior al de la radiación gamma.
Poder de Penetración en papel y
plomo

12. - Aplicaciones de los isótopos radioactivos.
Medicina nuclear
Los isótopos radioactivos se utilizan en diagnósticos y tratamientos médicos.
En la medicina nuclear se administran isótopos radiactivos al paciente y se utilizan
detectores especiales para obtener imágenes detalladas
del interior del cuerpo.
Estas técnicas permiten detectar enfermedades, evaluar la función de órganos y tejidos,
y realizar tratamientos dirigidos, como la radioterapia.
Los isótopos radioactivos tienen diversas aplicaciones en diferentes campos.
Aquí hay algunos ejemplos de cómo se utilizan:
El isótopo más ampliamente utilizado actualmente en los servicios de medicina
nuclear es el TECNECIO-99 METAESTABLE, que emite radiación gamma y tiene
un período de semidesintegración de seis horas.

13. Datación radiométrica
Los isótopos radioactivos se utilizan para determinar la edad de objetos antiguos
y eventos geológicos.
Por ejemplo, el CARBONO-14 se utiliza para datar materiales orgánicos, como huesos
y restos arqueológicos, mientras que el uranio-238 se utiliza para datar rocas y
minerales.

14. Generación de energía nuclear
Una forma de generar electricidad es utilizando isótopos como el uranio-235 y el
plutonio-239 como combustible nuclear en reactores nucleares.
Estos isótopos se someten a fisión nuclear, liberando una gran cantidad de
energía en forma de calor, que se transforma hasta obtener electricidad a
través de unas turbinas de vapor.

15. Investigación científica
Los isótopos radioactivos se utilizan en la investigación científica para estudiar
la estructura y propiedades de los átomos, realizar experimentos de trazado y
seguir el recorrido de sustancias en sistemas biológicos y químicos.

16. Aplicaciones industriales
El uso de radiaciones ionizantes en industria es de gran importancia.
Las aplicaciones más significativas de las radiaciones ionizantes en la industria
son:
- Medidores de espesor, densidad o nivel.
- Procesos de tratamiento como la polimerización y la esterilización.
- Ensayos no destructivos como la radiografía o la neutrografía.
- Trazadores, para medir por ejemplo el caudal o la velocidad de fluidos en
tuberías.
- Prospección, para conocer características de los suelos.
- Detección de fugas.
- La radiografía industrial para evaluar la integridad
de estructuras y soldaduras.

17. Procesos de tratamiento: polimerización y esterilización
La energía depositada por la radiación en el medio produce
modificaciones debido a su acción bactericida e ionizante. El
poder ionizante de las radiaciones altera las propiedades
tanto físicas como químicas de los materiales.
➢ EJEMPLO
El 60Co se usa para esterilizar equipos
médicos y productos de consumo, en
radioterapia para tratar pacientes con
cáncer, para fabricar plásticos y para
irradiar alimentos para aumentar su vida
útil.
El 57Co se usa en la investigación médica y
científica.

18. Agricultura y seguridad alimentaria
En la investigación agrícola se utilizan para estudiar el crecimiento de las
plantas, el metabolismo de los nutrientes y la eficiencia de los fertilizantes.
También se utilizan en la detección de plaguicidas y la irradiación de alimentos
para su conservación y eliminación de microorganismos.
La exposición a radiación ionizante puede utilizarse con distintos
fines en la conservación de alimentos:
Eliminar microorganismos, aumentando así el período de perfecta
conservación de los alimentos. Los microorganismos, como por ejemplo
los mohos que tantas veces vemos en fresas o el pan de molde,
deterioran el producto cambiando sabores y olores. Al destruir estos
mohos, el tiempo de conservación de muchas frutas y verduras puede ser
de al menos el doble que las no irradiadas.
➢ EJEMPLO
Fresas irradiadas (imagen de la derecha)
y no irradiadas (imagen de la izquierda)

19. - Riesgos de los isótopos radioactivos
Los isótopos radioactivos presentan ciertos riesgos para la salud y el medio
ambiente. Aquí se mencionan algunos de los riesgos asociados:
❑ Radiación ionizante:
La radiación emitida puede ser perjudicial para los tejidos vivos. Puede dañar
las células y el ADN, lo que puede resultar en efectos agudos, como
quemaduras, síndrome de irradiación aguda y daño a órganos internos. La
exposición crónica a dosis bajas de radiación puede aumentar el riesgo de
cáncer y trastornos genéticos a largo plazo.

20. ❑ Contaminación radioactiva:
La liberación no controlada de isótopos radioactivos al medio ambiente puede
conducir a la contaminación radiactiva.
Esto puede ocurrir como resultado de accidentes nucleares, fugas de reactores
nucleares, mal manejo de materiales radiactivos o la incorrecta disposición de
desechos radiactivos.
La contaminación radiactiva puede afectar la salud
de las personas, la vida silvestre y los ecosistemas,
y puede persistir durante períodos prolongados.

21. ❑ Riesgos laborales:
Las personas que trabajan en la industria nuclear, medicina nuclear y otras áreas
relacionadas con materiales radioactivos pueden enfrentar riesgos ocupacionales.
La exposición prolongada o elevada a la radiación puede tener efectos
perjudiciales para su salud.

22. ❑ Riesgos de transporte:
El transporte de materiales radiactivos, como los isótopos radioactivos utilizados
en la medicina y la investigación, presenta ciertos riesgos.
Se deben seguir regulaciones estrictas y protocolos de seguridad para garantizar un
transporte seguro y minimizar el riesgo de exposición a la radiación en caso de
accidentes o fugas.

23. ❑ Preocupaciones de seguridad nuclear:
Los isótopos radioactivos también pueden plantear riesgos de seguridad en el
contexto de la energía nuclear.
La seguridad y la gestión adecuada de los reactores nucleares, el manejo de
los desechos radiactivos y la prevención de accidentes nucleares son
aspectos críticos para minimizar los riesgos para la salud y el medio
ambiente.
Consejo de Seguridad Nuclear

24. Isótopos radioactivos: origen, aplicaciones y riesgos
(energia-nuclear.net)
La radioactividad | Secretaría de Cultura, Recreación y
Deporte (culturarecreacionydeporte.gov.co)
Emisiones Radiactivas - Laboratorio Químico
(tplaboratorioquimico.com)
Radioisótopo - EcuRed
- Páginas WEB consultadas
Aplicaciones de la radiación ionizante (rinconeducativo.org)