QUÍMICA NUICLEAR:

RADIACTIVIDAD

Actividad número 2

Poder de penetración o poder energético de

las radiaciones

Vemos que los rayos alfa (α) son detenidos solo por una laminamuy delgada de aluminio (0.1 mm), los rayos beta (β) sondetenidos por una lámina de plomo de 3 mm de espesor; y losrayos gamma (γ) son mas penetrantes, se detienen por unagruesa capa de hormigón (30 cm de espesor), por lo tanto elorden del poder de penetración es: α < β < γ

La explicación de esta desigualdad está en relación a dosfactores: masa y velocidad de las radiaciones. Los rayos alfa sonde mayor masa, por lo que encuentra mayor resistencia de partede los átomos metálicos, y además poseen menor velocidad; losrayos gamma son energía pura y de mayor velocidad, por lo queencuentran menor resistencia para atravesar láminas metálicas ode cualquier otro cuerpo material. Además los rayos alfa sedetienen luego de recorrer 4 á 5 cm en el aire y al ganarelectrones de las moléculas componentes del aire se conviertenen átomos neutros de helio.

http://www.fullquimica.com/2013/02/poder-de-penetracion-o-poder-energetico.html

Efectos biológicos de las radiaciones

La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen en los seres vivostras la absorción de energía procedente de las radiaciones ionizantes.

Características de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes

Aleatoriedad: La interacción de la radiación con las células es una función deprobabilidad y tiene lugar al azar. Un fotón o partícula puede alcanzar a una célula o aotra, dañarla o no dañarla y si la daña puede ser en el núcleo o en el citoplasma.

Rápido depósito de energía: El depósito de energía a la célula ocurre en un tiempo muycorto, en fracciones de millonésimas de segundo.

No selectividad: La radiación no muestra predilección por ninguna parte o biomolécula,es decir, la interacción no es selectiva.

Inespecificidad lesiva: Las lesiones de las radiaciones ionizantes son siempreinespecíficas o lo que es lo mismo esas lesiones pueden ser producidas por otras causasfísicas.

Latencia: Las alteraciones biológicas en una célula que resultan por la radiación no soninmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a esto se le llama "tiempo de latencia" ypuede ser desde unos pocos minutos o muchos años, dependiendo de la dosis y tiempode exposición.

Tipos de efectos de la radiación sobre los seres

vivos:

Según el tiempo de aparición

-Precoces: Aparecen en minutos u horas después de haberse

expuesto a la radiación, por ejemplo eritema cutáneo, náuseas.

-Tardíos: Aparecen meses u años después de la exposición, por

ejemplo cáncer radioinducido, radiodermitis crónica,

mutaciones genéticas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiobiolog%C3%

ADa

Desde el punto de vista biológico

-Efectos somáticos: Sólo se manifiestan en el individuo que ha sido

sometido a la exposición de radiaciones ionizantes por ejemplo el

eritema.

-Efecto hereditario: No se manifiestan en el individuo que ha sido

expuesto a la radiación, sino en su descendencia, ya que lesionan las

células germinales del individuo expuesto, por ejemplo las mutaciones

que afectan a células germinales (espermatozoides y óvulos).

Según la dependencia de la dosis

-Efecto estocástico: Son efectos absolutamente aleatorios,

probabilísticos; pudiendo aparecer tras la exposición a pequeñas dosis

de radiación ionizante. No necesitan una dosis umbral determinada

para producirse; si bien al aumentar la dosis aumenta la probabilidad

de aparición de estos efectos, que suelen ser de tipo tardío. Se cree

que el único efecto estocástico es el cáncer radioinducido y las

mutaciones genéticas.

-Efecto no estocástico: Se necesita una dosis umbral para producirlos,

por debajo de la cual, la probabilidad de aparición de los mismos es

muy baja. Suelen ser efectos precoces, por ejemplo el eritema

cutáneo.

aplicaciones de los radioisótopos

Los Radioisótopos son isótopos radiactivos de un elemento. Por ejemplo, el 3H es unisótopo radiactivo del 1H.

Las aplicaciones de los radioisótopos se basan en que un isótopo radiactivo es,desde el punto de vista físico y químico, exactamente igual a su isótopo noradiactivo y se comporta de la misma forma en cualquier proceso físico o químicoen el cual participe. La ventaja es que se trata de un átomo "marcado" y puedeser seguido en todas sus reacciones químicas y/o biológicas gracias a lasradiaciones que emite.

Teniendo en cuenta estas características de los radioisótopos, se pueden emplearpara tres aplicaciones fundamentalmente, como son:

- Fuente de energía.

- Investigaciones científicas.

- Aplicaciones médicas.

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena6/3q6_contenidos_4d.htm

Gammagrafía del esqueleto humano

El carbono-14 permite determinar

la antigüedad de una gran cantidad de restos arqueológicos Centrales nucleares en España

Acelerador Clinac

2100 C100, para

tratamiento de

radioterapia

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena6/3q6_contenidos_4d.htm

Aplicaciones de los radioisótopos

Medicina: Diagnóstico y tratamiento de enfermedades, esterilización de

productos de uso frecuente en clínica y en cirugía, etc.

Industria y tecnología: Comprobación de materiales y soldaduras en las

construcción, control de procesos productivos, investigación, etc.

Agricultura: Control de plagas, conservación de los alimentos, etc.

Arte: Restauración de objetos artísticos, verificación de objetos artísticos o

históricos, etc.

Arqueología: Fechar eventos geológicos, etc.

Investigación: Universo, industria, medicina, etc.

Farmacología: Estudiar el metabolismo de los fármacos antes de autorizar

su uso público.

fisión y fusión nuclear

FISIÓN:

Es el proceso utilizado actualmente en las centrales nucleares. Cuando un átomo pesado(como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o rompe en dos átomos más ligeros, la sumade las masas de estos últimos átomos obtenidos, más la de los neutrones desprendidos es menor quela masa del átomo original, y de acuerdo con la teoría de Albert Einstein se desprende una cantidad deEnergía que se puede calcular mediante la expresión E = m C2

Para romper un átomo, se emplea un neutrón porque es neutro eléctricamente y por tanto, al contrarioque el protón o las partículas alfa, no es repelido por el núcleo. El neutrón se lanza contra el átomo quese quiere romper, por ejemplo, Uranio-235. Al chocar el neutrón, el átomo de Uranio-235 se convierte enUranio-236 durante un brevísimo espacio de tiempo, como este último átomo es sumamente inestable, sedivide en dos átomos diferentes y más ligeros (por ejemplo Kriptón y Bario o Xenon y Estroncio),desprendiendo 2 ó 3 neutrones (el número de neutrones desprendidos depende de los átomosobtenidos, supongamos como ejemplo 3 neutrones). Estos 3 neutrones, vuelven a chocar con otros 3átomos de Uranio-235, liberando en total 9 neutrones, energía y dos átomos más ligeros, y asísucesivamente, generandose de esta forma una reacción en cadena.

Como se puede comprobar, en cada reacción sucesiva, se rompen 3n átomos, donde n indica 1ª, 2ª,3ª,..., reacción.

http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_fran

ciscga/fusionyfision.htm

FUSIÓN:

La fusión nuclear, está actualmente en líneas de investigación, debido a que todavía hoy no es un proceso viable, ya que se invierte más energía en el proceso para que se produzca la fusión, que la energía obtenida mediante este método.

La fusión, es un proceso natural en las estrellas, produciéndose reacciones nucleares por fusión debido a su elevadísima temperatura interior.Las estrellas están compuestas principalmente por Hidrógeno y Helio. El hidrógeno, en condiciones normales de temperatura, se repele entre sí cuando intentas unirlo (fusionarlo) a otro átomo de hidrógeno, debido a su repulsión electrostática. Para vencer esta repulsión electrostática, el átomo de hidrógeno debe chocar violentamente contra otro átomo de hidrógeno, fusionándose, y dando lugar a Helio, que no es fusionable. La diferencia de masa entre productos y reactivos es mayor que en la fisión, liberándose así una gran cantidad de energía (muchísimo mayor que en la fisión). Estos choques violentos, se consiguen con una elevada temperatura, que hace aumentar la velocidad de los átomos.

La primera reacción de fusión artificial, tuvo origen en la investigación militar, fue una bomba termonuclear (o también llamada bomba-H o de Hidrógeno), para obtener la temperatura adecuada que inicia el proceso de fusión (unos 20 millones de grados centígrados) se utilizó una bomba atómica.

http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_fran

ciscga/fusionyfision.htm

Cuadro Comparativo

Fisión Fusión

Es utilizado actualmente en las

centrales nucleares

La fusión nuclear está actualmente en

líneas de investigación

Se desprende energía al romper un átomo

pesado en dos más ligerosSe libera una gran cantidad de

energía cuando se chocan dos

átomos

Utiliza la energía almacenada en las

partículas atómicas en el proceso de

producción de energía.

Utiliza la energía almacenada en las

partículas atómicas en el proceso de

producción de energía

Libera la energía que anteriormente

utilizó para mantener las partículas

separadas.

Libera la energía que anteriormente

utilizó para mantener las partículas

juntas.