Radioactividade

Na Galipedia, a wikipedia en galego.

A radioactividade é un fenómeno físico natural ou artificial, polo cal algunhas substancias ou elementos químicos chamadas radioactivos, son capaces de emitir radiacións, as cales teñen a propiedade de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar corpos opacos á luz ordinaria, etcétera. Tales radiacións son principalmente partículas alfa, partículas beta e/ou raios gamma. A radioactividade é unha forma de enerxía nuclear que consiste en que algúns elementos como o uranio, o radio e o torio son "inestábeis", e perden constantemente partículas alfa, beta e gamma (raios X). O uranio, por exemplo, ten 92 protóns, mais cos séculos vainos perdendo en forma de radiacións, ata rematar facéndose chumbo, con 82 protóns estábeis, sen irradiacións.

É aproveitada para a obtención de enerxía e usada tamén en medicina (radioterapia e radiodiagnóstico) e en aplicacións industriais (medidas de espesores e densidades entre outras).

A radioactividade pode ser:

• Radioactividade natural: É a que manifestan os isótopos que se atopan na natureza.
• Radioactividade artificial ou inducida: É a provocada por transformacións nucleares artificiais.

Índice 1 Radioactividade natural 2 Radioactividade artificial 3 Clases de radiación 3.1 Contador Geiger 4 Vida media radioactiva - Periodo de semidesintegración 5 Velocidade de desintegración 6 Lei da radiosensibilidade 7 Consecuencias para a saúde da exposición ás radiacións ionizantes 8 Perigos para a saúde 8.1 Dosis aceptabel de irradiación 8.2 Dosis máxima permitida 9 Principais elementos radiactivos 10 Enlaces externos

[editar] Radioactividade natural

En 1896 Becquerel descubriu que certas sales de uranio emitían radiacións espontaneamente, ao observar que velaban as placas fotográficas envoltas en papel negro. Fixo ensaios co mineral en quente, en frío, pulverizado, disoluto en ácidos e a intensidade da misteriosa radiación era sempre a mesma. Polo tanto, esta nova propiedade da materia, que recibiu o nome de radioactividade, non dependía da forma física ou química na que se atopaban os átomos do corpo radioactivo, senón que era unha propiedade que radicaba no interior mesmo do átomo. O estudo do novo fenómeno e o seu desenvolvemento posterior débese case exclusivamente aos esposos Curie, quen atoparon outras substancias radioactivas como o torio, polonio e radio. A intensidade da radiación emitida era proporcional á cantidade de uranio presente, polo que deduciu Marie Curie que a radioactividade era unha propiedade atómica. O fenómeno da radioactividade orixínase exclusivamente no núcleo dos átomos radioactivos. E crese que a causa que o orixina é a interacción neutrón-protón no mesmo. Ao estudar a radiación emitida polo radio comprobouse que era complexa, pois ao aplicarlle un campo magnético parte de ela desviábase da súa traxectoria e outra parte non.

[editar] Radioactividade artificial

Prodúcese a radioactividade inducida cando se bombardean certos núcleos estábeis con partículas apropiadas. Se a enerxía destas partículas ten un valor axeitado penetran dentro do núcleo bombardeado e forman un novo núcleo que, en caso de ser inestábel, desintégrase despois radioactivamente. Foi descuberta polos esposos Joliot-Curie (Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie), bombardeando núcleos de boro e aluminio con partículas alfa . Observaron que as substancias bombardeadas emitían radiacións despois de retirar o corpo radioactivo emisor das partículas a de bombardeo. O estudo da radioactividade permitiu un maior coñecemento da estrutura do núcleo atómico e mais das partículas subatómicas. Ábrese a posibilidade de converter uns elementos noutros. Incluso o sono dos alquimistas de transformar outros elementos en ouro faise realidade, aínda que non resulte rendíbel.

[editar] Clases de radiación

Comprobouse que a radiación pode ser de tres clases diferentes:

1. Radiación alfa: Son fluxos de partículas cargadas positivamente compostas por dous neutróns e dous protóns (núcleos de Helio). Son desviadas por campos eléctricos e magnéticos. Son pouco penetrantes aínda que moi ionizantes.
2. Radiación beta: Son fluxos de electróns resultantes da desintegración dos neutróns do núcleo. Desvíana os campos eléctricos e magnéticos. É máis penetrante, aínda que o seu poder de ionización non é tan elevado como o das partículas alfa.
3. Radiación gamma: Son ondas electromagnéticas. É o tipo máis penetrante de radiación. Ao non ter carga, os campos eléctricos e magnéticos non a afectan.

As leis de desintegración radioactiva, descritas por Soddy e Fajans, son:

• Cando un átomo radioactivo emite unha partícula alfa, a masa do átomo resultante diminúe en 4 unidades e o número atómico en 2.
• Cando un átomo radioactivo emite unha partícula beta, a masa do átomo resultante non varía e o seu número atómico aumenta nunha unidade.
• Cando un núcleo excitado emite unha radiación gamma non varía nin a súa masa nin o seu número atómico, só perde unha cantidade de enerxía hv (onde "h" é a constante de Planck e "nu" é a frecuencia da radiación emitida").

As dúas primeiras leis indícannos que cando un átomo emite unha radiación alfa ou beta transfórmase noutro átomo dun elemento diferente. Este novo elemento pode ser radioactivo, transformándose noutro, e así sucesivamente, dando lugar ás chamadas series radioactivas.

[editar] Contador Geiger

Cando unha partícula radioactiva se introduce nun contador Geiger, produce un breve impulso de corrente eléctrica. A radioactividade dunha mostra calcúlase polo número destes impulsos.

[editar] Vida media radioactiva - Periodo de semidesintegración

Chámase vida media dunha substancia ao tempo que se precisa para que a cantidade de núcleos radioactivos dun isótopo radioactivo se reduza á metade. Ao longo de cada semiperíodo, a radioactividade descende primeiro á metade, logo a unha cuarta parte, e así sucesivamente. A vida media de cada radioisótopo é diferente.

Exemplos:

Isótopo	Vida media	Desintegración
Uranio-238	4.500 millóns de anos	Alfa
Carbono-14	5.570 anos	Beta
Cobalto-60	5,3 anos	Gamma
Radón-222	4 días	Beta
Unnilquadio-105	32 segundos	Gamma

[editar] Velocidade de desintegración

A velocidade de desintegración ou actividade radiactiva midese en becquerels, Bq, no SI. Un becquerel vale 1 desintegración por segundo. Tamén existen outras unidades como o rutherford, que equivale a 10⁶ desintegracións por segundo, ou o curio, que equivale idénticamente a 3'7 · 10¹⁰ desintegracións por segundo (unidade basada na actividade de 1g de Radio que é cercana a esa cantidade).

Para o cálculo da actividad radiactiva emplease a seguinte fórmula:

Notación:

• A_t é a actividade radiactiva no instante t
• A₀ é a actividade radiactiva inicial (cando t = 0)
• e é a base dos logaritmos neperianos
• t é o tempo transcurrido
• λ é a constante de desintegración radiactiva, que é propia de cada radioisótopo

[editar] Lei da radiosensibilidade

A lei da radiosensibilidade di que os tecidos e órganos máis sensíbeis ás radiacións son os menos diferenciados e os que exhiben alta actividade reprodutiva. Como exemplo, temos:

• Tecidos cancerosos. Ao ser mais sensíbeis, por iso se utiliza a radiación para atacalos
• Tecidos altamente radiosensíbeis: epitelio intestinal, órganos reprodutivos (ovarios, testículos), medula ósea
• Tecidos medianamente radiosensíbeis: tecido conectivo
• Tecidos altamente radioresistentes: neuronas, ósos

[editar] Consecuencias para a saúde da exposición ás radiacións ionizantes

Os efectos da radiactividade sobre a saúde son complexos. Dependen da dosis absorbida polo organismo. Como non todas as radiacións teñen a mesma nocividade, multiplicase cada radiación absorbida por un coeficiente de ponderación, para ter en conta as diferenzas. Isto chamase dosis equivalente, que se mide en sieverts, xa que o bécquerel mide mal a peligrosidade dun elemento posto que considera como idénticas os tres tipos de radiacións (alfa, beta e gamma). Unha radiación alfa ou beta é relativamente pouco peligrosa fora do corpo. En cambio, é extremadamente perigosa cando se inhala. Por outro lado, as radiacións gamma son sempre dañinas posto que se neutralizan con dificultade.

[editar] Perigos para a saúde

O riesgo para a saúde non só depende da intensidade da radiación e da duración da exposición, senon tamén do tipo de texido afectado e da súa capacidade de absorción, por exemplo, os órganos reproductores son 20 veces máis sensibles ca pel.

[editar] Dosis aceptabel de irradiación

Polo xeneral considerase que o medio ambiente natural (alexado de calqueira fonte radiactiva) é inofensivo: emite unha radiación inferior a 0,00012 mSv/h ou 0,012 mrem/h.

Se se ten que poñer un umbral mínimo de inocuidad, a dosis volvese “perigosa” a corto plazo a partir dos 0,002 mSv/h ou 0,2 mrem/h.

Pero isto é en teoría. Como no caso das radiografías, todo depende do tempo durante o cal se expón á persoa ás radiacións. As palabras clave son: “Tempo, Pantalla, Distancia”. Pode estar baixo unha radiación cunha dosis de 50 mSv/h sen correr ningún perigo senon está máis de 5 segundos exposto á fonte, posto que a dosis recibida é moi feble.

Por exemplo, aquí amosanse as dosis actualmente toleradas nos diferentes sectores dunha central nuclear:

Zona	Dosis
Zona azul	de 0,0025 a 0,0075 mSv/h
Zona verde	de 0,0075 a 0,02 mSv/h
Zona amarela	de 0,02 a 2 mSv/h
Zona naranxa	de 2 a 100 mSv/h
Zona vermella	> 100 mSv/h

[editar] Dosis máxima permitida

Tratase dunha dosis acumulada, unha exposición continua ás radiacións ionizantes durante un ano que ten en conta certos factores de ponderación. Ata 1992 os valores variaban dun factor 4 entre Europa e Estados Unidos. Hoxe estas dosis están estandarizadas e son periódicamente revisadas, á baixa.

A dosis acumulada dunha fonte radiactiva artificial é perigosa a partir de 500 mSv ou 50 rem, onde se empezan a notar os primeiros síntomas de alteración sanguínea. ¡En 1992 a dosis máxima permitida para unha persoa que traballara baixo radiacións ionizantes fixabase en 15 mSv sobre os 12 últimos meses en Europa (CERN e Inglaterra) e no 50 mSv sobre os 12 últimos meses en Estados Unidos! Desde agosto de 2003 a dosis máxima permitida pasou a 20 mSv sobre os 12 últimos meses.

Recordemos de paso que nun escáner médico recibimos aproximadamente 150 mSv en media xornada. ¡Estaríamos nuna zona vermella nunha central nuclear! Para evitar todo síntoma de alteración sanguínea, é mellor limitarse a un máximo de tres exámenes deste tipo por ano.

[editar] Principais elementos radiactivos

• Plutonio ²³⁹Pu e ²⁴¹Pu
• Uranio ²³⁵U e ²³⁸U
• Curio ²⁴²Cm e ²⁴⁴Cm
• Americio ²⁴¹Am
• Torio ²³⁴Th
• Radio ²²⁶Ra e ²²⁸Ra
• Cesio ¹³⁴Cs, ¹³⁵Cs e ¹³⁷Cs
• Yodo ¹²⁹I, ¹³¹I e ¹³³I
• Antimonio ¹²⁵Sb
• Rutenio ¹⁰⁶Ru
• Estroncio ⁹⁰Sr
• Criptón ⁸⁵Kr e ⁸⁹Kr
• Selenio ⁷⁵Se
• Cobalto ⁶⁰Co
• Cloro ³⁶Cl
• Carbono ¹⁴C
• Tritio ³H

[editar] Enlaces externos

• Axencia Internacional da Enerxía Atómica
• Consello de Seguridade Nuclear - Organismo que vixia o correcto funcionamento da enerxia nuclear en España
• ATSDR - ToxFAQs™: americio: Departamento de Saúde e Servizos Humanos de EE.UU. (dominio públco)
• ATSDR - ToxFAQs™: cesio: Departamento de Saúde e Servizos Humanos de EE.UU. (dominio públco)
• ATSDR - ToxFAQs™: plutonio: Departamento de Saúde e Servizos Humanos de EE.UU. (dominio públco)
• ATSDR - ToxFAQs™: uranio: Departamento de Saúde e Servizos Humanos de EE.UU. (dominio públco)