_ _ _ _____ ___ __ __ _(_) | _(_)___ / ( _ ) / /_ ___ ___ _ __ ___ \ \ /\ / / | |/ / | |_ \ / _ \| '_ \ / __/ _ \| '_ ` _ \ \ V V /| | <| |___) | (_) | (_) | (_| (_) | | | | | | \_/\_/ |_|_|\_\_|____/ \___/ \___(_)___\___/|_| |_| |_|
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 (polo que ás veces adóitase chamalas 'radiacións ionizantes'), producir fluorescencia, atravesar corpos opacos á luz ordinaria etc. As principais destas radiacións son as partículas alfa (núcleos de Helio), partículas beta (electróns) e/ou raios gamma, a máis doutras como protóns ou raios X. A radioactividade prodúcese a partir de reaccións nucleares, que alteran o balance de enerxía nuclear facendo que elementos como o uranio, o radio ou o torio (elementos con isótopos inestables, que desexcitan os seus núcleos en estado excitado emitindo partículas e enerxía), emitan partículas alfa, beta, gamma ou doutro tipo. O uranio, por exemplo, ten 92 protóns, mais coa radioactividade vai variando o número deles no núcleo, ata rematar constituíndo un núcleo de chumbo, estable, con 82 protóns e sen radiación.
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).
Segundo a súa orixe, a radioactividade pode ser
Non obstante, sexa cal sexa o xeito de obtención dos isótopos que a producen, a radioactividade é un fenómeno netamente natural.
En 1896 Becquerel descubriu que certas sales de uranio emitían radiacións espontaneamente, ao observar que velaban as placas fotográficas envolvidas 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. 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 nos seus comezos aos esposos Curie, Marie Curie e Pierre Curie, que atoparon outras substancias radioactivas como o torio, polonio e radio. A intensidade da radiación emitida manifestou ser proporcional á cantidade de uranio presente, polo que Marie Curie deduciu que a radioactividade era unha propiedade atómica: o fenómeno da radioactividade orixínase exclusivamente no núcleo dos átomos radioactivos. A causa que da orixe á radioactividade é a interacción inter partículas no núcleo, relacionada coa estabilidade do mesmo. Ao estudar a radiación emitida polo radio comprobouse que era complexa, pois ao aplicarlle un campo magnético parte dela desviábase da súa traxectoria e outra parte non.
Prodúcese a radioactividade inducida, chamada artificial, cando se bombardean certos núcleos estábeis con partículas apropiadas. Se a enerxía destas partículas ten un valor axeitado, ditas partículas 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, tanto natural como artificial, permitiu un maior coñecemento da estrutura do núcleo atómico e mais das partículas subatómicas, abrindo a posibilidade de converter uns elementos noutros. Así faise realidade o soño dos alquimistas de transformar outros elementos en ouro, aínda que non resulte rendíbel.
As principais clases de radiación son:
As leis de desintegración radioactiva, descritas por Soddy e Fajans, son:
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. A terceira indícanos que a emisión dunha onda non varía o isótopo, aínda que si o fai co seu estado, e polo tanto, coa súa excitación. En calquera dos casos, o que actúa e cambia nos átomos é o núcleo.
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.
Chámase vida media dun isótopo ao tempo que se precisa para que a cantidade de núcleos 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.
Chámase constante de desintegración radioactiva () á constante de proporcionalidade entre o número de desintegracións nun tempo dado e o número de átomos radioactivos existente (). A constante adoita darse en unidades do S.I., isto é, en .
Chámase vida media dun radioisótopo ó tempo medio de vida dun átomo radioactivo antes de desintegrarse. É igual á inversa da constante de desintegración radioactiva ().
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 |
A velocidade de desintegración ou actividade radioactiva mídese en Bq, no SI. Un Becquerel equivale 1 desintegración cada segundo. Tamén existen outras unidades como o Rutherford, que equivale a 106 desintegracións cada segundo, ou o curio, que equivale identicamente a 3,7 · 1010 desintegracións por segundo (unidade baseada na actividade de 1 g de Radio que é próxima a esa cantidade).
Para o cálculo da actividade radioactiva emprégase a seguinte expresión matemática:
Notación:
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:
Os efectos da radioactividade sobre a saúde son complexos. Dependen da dose absorbida polo organismo. Como non todas as radiacións teñen a mesma nocividade, multiplícase cada radiación absorbida por un coeficiente de ponderación, para ter en conta as diferenzas, tendo así unha referencia de nocividade. A isto chámaselle dose equivalente, medida en sieverts, xa que o Becquerel mide mal a perigosidade dun elemento posto que considera como idénticos os tres tipos de radiacións (alfa, beta e gamma). Unha radiación alfa ou beta é relativamente pouco perigosa fóra do corpo. En cambio, é extremadamente perigosa cando se inhala. Doutra banda, as radiacións gamma fan sempre dano posto que se neutralizan con dificultade.
O risco para a saúde non só depende da intensidade da radiación e a duración da exposición, senón tamén do tipo de tecido afectado e da súa capacidade de absorción; por exemplo, os órganos reprodutores son 20 veces máis sensibles que a pel.
Polo xeral considérase que o medio ambiente natural (afastado de calquera fonte radioactiva) é inofensivo: emite unha radiación inferior a 0,00012 mSv/h ou 0,012 mrem/h.
Se se ten que poñer un limiar mínimo de inocuidade, a dose vólvese perigosa a curto prazo a partir dos 0,002 mSv/h ou 0,2 mrem/h aínda que, como no caso das radiografías, todo depende do tempo durante o cal se expón á persoa ás radiacións. As palabras chave son: 'Tempo, Blindaje, Distancia'. Así, por exemplo, alguén pode estar baixo unha radiación cunha dose de 50 mSv/h sen arriscar a súa vida se non está máis de 5 s exposto á fonte, posto que a dose total recibida é moi débil.
Amósanse a continuación as doses actualmente toleradas nos diferentes sectores dunha central nuclear:
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 laranxa | de 2 a 100 mSv/h |
Zona vermella | > 100 mSv/h |
A dose acumulada dunha fonte radioactiva artificial é perigosa a partir de 500 mSv ou 50 rem, onde se comezan a notar os primeiros síntomas de alteración sanguínea. En 1992 a dose máxima permitida para unha persoa que traballase baixo radiacións ionizantes fixábase en 15 mSv sobre os 12 últimos meses en Europa (CERN e Inglaterra) e en 50 mSv sobre os 12 últimos meses nos Estados Unidos. Desde agosto de 2003 a dose 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. Así, estariamos nunha zona vermella nunha central nuclear. Por iso mesmo, para evitar todo síntoma de alteración sanguínea, é mellor limitarse a un máximo de tres exames deste tipo por ano.
Trátase dunha dose 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 doses están estandarizadas e son periodicamente revisadas.
Commons ten máis contidos multimedia sobre: Radioactividade |