la radioactividad

Radioactividad

1

2013

ÍÍNNDDIICCEE

PPAAGGIINNAA TTEEMMAA

33 AANNTTEECCEEDDEENNTTEESS HHIISSTTÓÓRRIICCOOSS

44 EELL ÁÁTTOOMMOO

55 RRAADDIIAACCIIOONNEESS AATTÓÓMMIICCAASS

RRAADDIIAACCIIÓÓNN AALLFFAA RRAADDIIAACCIIÓÓNN BBEETTAA RRAADDIIAACCIIÓÓNN GGAAMMMMAA

88 RRAADDIIAACCIIOONNEESS IIOONNIIZZAANNTTEESS.. PPEELLIIGGRROOSS YY PPRREECCAAUUCCIIOONNEESS

PPRROOTTEECCCCIIÓÓNN AA LLAA RRAADDIIAACCIIÓÓNN EEFFEECCTTOOSS TTAARRDDÍÍOOSS DDEE UUNNAA EEXXPPOOSSIICCIIÓÓNN AA LLAA RRAADDIIAACCIIÓÓNN

1100 UUNNIIDDAADDEESS PPAARRAA MMEEDDIIRR YY EEXXPPLLIICCAARR LLAASS AACCTTIIVVIIDDAADDEESS DDEE LLAASS RRAADDIIAACCIIOONNEESS

1122 RRAADDIIOOEELLEEMMEENNTTOOSS SSIINNTTÉÉTTIICCOOSS

1133 TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA RRAADDIIAACCTTIIVVAA EENN LLAA IINNDDUUSSTTRRIIAA AALLIIMMEENNTTAARRIIAA

1144 TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA DDEE RRAADDIIAACCIIÓÓNN EENN LLAA MMEEDDIICCIINNAA LLOOSS RRAAYYOOSS XX

1166 EENNEERRGGÍÍAA AATTÓÓMMIICCAA YY RRAADDIIOOEELLEEMMEENNTTOOSS

1177 BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFÍÍAASS

AANNTTEECCEEDDEENNTTEESS HHIISSTTÓÓ

El fenómeno de la radiactividad fue descubierto

casualmente por Henri Becquerel

los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia, para

lo cual colocaba un cristal de Pechblenda, mineral que

contiene uranio, encima de una placa fotográfica

envuelta en papel negro y las exponía al sol. Cuando

desenvolvía la placa la encontraba velada, hecho

atribuía a la fosforescencia del cristal. Los días

siguientes no hubo sol y dejó en un cajón la placa envuelta con papel negro y con

la sal de Uranio encima. Cuando sacó la placa fotográfica estaba velada, y no

podía deberse a la fosforescencia ya que

explicación era que la sal de uranio emitía una radiación muy penetrante. Sin

saberlo Becquerel había descubierto lo que

radiactividad.

Mme. Curie junto a su esposo

fenómeno que había descubierto

dieron cuenta de que otra sustancia el torio, era "radiactiva", término de su

invención. Demostraron que la radiactividad no era resultado de una reac

química, sino una propiedad elemental del átomo. El fenómeno de la radiactividad

era característico de los núcleos de los átomos. En 1898 descubren dos nuevas

sustancias radiactivas: el radio y el polonio, mucho más activas que el uranio.

Pierre estudiaba las propiedades de la radiación, y Marie intentaba obtener de los

Radioactividad

ÓÓRRIICCOOSS

El fenómeno de la radiactividad fue descubierto

Henri Becquerel en 1896. Estudiaba

fenómenos de fluorescencia y fosforescencia, para

lo cual colocaba un cristal de Pechblenda, mineral que

contiene uranio, encima de una placa fotográfica

envuelta en papel negro y las exponía al sol. Cuando

desenvolvía la placa la encontraba velada, hecho que

atribuía a la fosforescencia del cristal. Los días



podía deberse a la fosforescencia ya que no había sido expuesta al sol. La única


había descubierto lo que Marie Curie llamaría más tarde

junto a su esposo Pierre Curie, empezaron a estudiar el raro

fenómeno que había descubierto Becquerel. Estudiaron diversos minerales y se


invención. Demostraron que la radiactividad no era resultado de una reac



radiactivas: el radio y el polonio, mucho más activas que el uranio.

iaba las propiedades de la radiación, y Marie intentaba obtener de los

2

2013



no había sido expuesta al sol. La única


llamaría más tarde

empezaron a estudiar el raro

. Estudiaron diversos minerales y se


invención. Demostraron que la radiactividad no era resultado de una reacción



radiactivas: el radio y el polonio, mucho más activas que el uranio.

iaba las propiedades de la radiación, y Marie intentaba obtener de los

minerales las sustancias radiactivas con el mayor grado de pureza posible. Pierre

probó el radio sobre su piel, y el resultado fue una quemadura y una herida, pronto

el radio serviría para tratar tumores malignos. Era el comienzo de las aplicaciones

médicas que Mme. Curie

Nobel de física junto con

natural.

Al poco tiempo murió Pierr

radio. Mme. Curie siguió trabajando y fue la primera mujer que ocupó un puesto en

la Universidad de la Sorbona en Paris. Siguió investigando junto a

Rutherford, quien encontró que la radiación qu

tenía tres componentes que denominó: alfa, beta y gamma.

hija Irene continuó su trabajo con la misma pasión junto a su marido, con el que

descubrió la radiactividad artificial y por lo que recibieron el

Radioactividad



ara tratar tumores malignos. Era el comienzo de las aplicaciones

Mme. Curie daría a la radiactividad. En 1903 recibieron el

de física junto con Becquerel por el descubrimiento de la radiactividad

Al poco tiempo murió Pierre Curie en un accidente debilitado como estaba por el

siguió trabajando y fue la primera mujer que ocupó un puesto en

la Universidad de la Sorbona en Paris. Siguió investigando junto a

, quien encontró que la radiación que emitían las sustancias radiactivas,

tenía tres componentes que denominó: alfa, beta y gamma.

Mme. Curie siguió estudiando el fenómeno de la

radiactividad durante toda su vida, prestando especial

atención a las aplicaciones médicas de la

radiactividad junto con los rayos X,

descubiertos. Agotada, casi ciega, los dedos

quemados y marcados por su querido radio,

Curie murió a los 60 años de leucemia en 1934. Su

continuó su trabajo con la misma pasión junto a su marido, con el que

descubrió la radiactividad artificial y por lo que recibieron el premio Nobel

3

2013



ara tratar tumores malignos. Era el comienzo de las aplicaciones

daría a la radiactividad. En 1903 recibieron el premio

por el descubrimiento de la radiactividad

e Curie en un accidente debilitado como estaba por el

siguió trabajando y fue la primera mujer que ocupó un puesto en

la Universidad de la Sorbona en Paris. Siguió investigando junto a Ernest

e emitían las sustancias radiactivas,

siguió estudiando el fenómeno de la

radiactividad durante toda su vida, prestando especial

atención a las aplicaciones médicas de la

nto con los rayos X, recién

descubiertos. Agotada, casi ciega, los dedos

quemados y marcados por su querido radio, Mme

murió a los 60 años de leucemia en 1934. Su

continuó su trabajo con la misma pasión junto a su marido, con el que

premio Nobel.

EELL ÁÁTTOOMMOO Para explicar la naturaleza de la radiactividad

tenemos que tener en cuenta lo que sucede

dentro de los átomos. Estos se conforman de

tres tipos de partículas "su

neutrones y electrones. El núcleo de cada átomo

contiene protones (cargados positivamente) y

neutrones (sin carga eléctrica) rodeados por una

nube de electrones (con carga negativa).

Normalmente los átomos tienen la misma cantidad de protones que de electrones

equilibrándose los unos con los otros, lo que hace que el átomo sea

eléctricamente neutro. Si añadimos o quitamos electrones dejamos al átomo con

una carga eléctrica neta y la pa

Los átomos están compuestos

protones, neutrones y electrones.

Partícula Carga Masa

Protón +1 1 uma

Neutrón 0 1 uma

Electrón -1 0,00055 uma

Algunas características de las partículas fundamentales del átomo (uma = unidad de masa atómica) 1 uma

10-27 kg

El núcleo es el centro del átomo y representa casi la totalidad de la masa del

átomo. El diámetro del átomo es del orden de 10

electrones están fuera del núcleo en órbitas definidas, a veces llamadas "capas"

orbitales.

Radioactividad

Para explicar la naturaleza de la radiactividad

tenemos que tener en cuenta lo que sucede

dentro de los átomos. Estos se conforman de

tres tipos de partículas "sub-atómicas": protones,

neutrones y electrones. El núcleo de cada átomo

contiene protones (cargados positivamente) y

neutrones (sin carga eléctrica) rodeados por una

nube de electrones (con carga negativa).




una carga eléctrica neta y la partícula resultante se denomina "ión".

compuestos de tres partículas fundamentales, llamados

protones, neutrones y electrones.

Masa Fuerzas que actúan Ubicación en el átomo

1 uma Culombiana, nuclear fuerte y débil

1 uma Nuclear fuerte y débil

0,00055 uma Coulombiana

Algunas características de las partículas fundamentales del átomo (uma = unidad de masa atómica) 1 uma


El diámetro del átomo es del orden de 10-10

m y el núcleo de 10


4

2013




rtícula resultante se denomina "ión".

de tres partículas fundamentales, llamados

Ubicación en el átomo

Núcleo

Núcleo

Nube orbital

Algunas características de las partículas fundamentales del átomo (uma = unidad de masa atómica) 1 uma ∼1,7 x


m y el núcleo de 10-14

m. Los


Radioactividad

5

2013

RRAADDIIAACCIIOONNEESS AATTÓÓMMIICCAASS

Los núcleos atómicos inestables emiten radiaciones de alta energía a medida que

se transforman en núcleos más estables. Ciertos núcleos atómicos son inestables,

y los isotopos con tales núcleos son radiactivos, lo cual significa que emiten un

flujo de radiaciones de alta energía. Cada isotopo radioactivo se llama radio

elemento o radionúclido y sus radiaciones pueden causar daños graves a la vida

humana. Sin embargo, cuando se usan con cuidado, los beneficios potenciales

superan su posible daño.

Las desintegraciones radioactivas ocurren cuando los núcleos atómicos inestables

lanzan partículas diminutas a espacio o emiten una radiación potente, una de las

cuales es como los rayos X, pero se llama radiación gamma.

Las fuentes naturales de radiación en nuestro planeta emiten una o más de tres

tipos de radiación: radiación alfa, radiación beta y radiación gamma. También se

recibe otra clase denominada radiación cósmica del Sol y del espacio exterior.

RRAADDIIAACCIIÓÓNN AALLFFAA

Las partículas alfa son los núcleos de los átomos de helio. Consiste en partículas

alfa las cuales se mueven con una velocidad cercana a un decimo de la velocidad

de la luz cuando salen del átomo.

Las partículas alfa son conjuntos de dos protones y dos neutrones, es decir, el

núcleo de un átomo de helio, eyectadas del núcleo de un átomo radiactivo. La

emisión de este tipo de radiación ocurre en general en átomos de elementos muy

pesados, como el uranio, el torio o el radio. El núcleo de estos átomos tiene

bastantes más neutrones que protones y eso los hace inestables. Al emitir una

partícula alfa, el átomo cambia la composición de su núcleo, y queda transformado

en otro con dos protones y dos neutrones menos. Esto se conoce como

transmutación de los element

número atómico (Z = número de protones en el núcleo) es de 92, emite una

partícula alfa, queda transmutado en un átomo de torio 234, cuyo número atómico

es de 90.

La característica de estas partículas a ser mu

positiva les hace interactuar con casi cualquier otra partícula con que se encuentre

incluyendo los átomos que constituyen el aire (cuando penetra en un centímetro

de aire puede producir hasta 30.000 pares de iones), causando

ionizaciones en una distancia corta.

Esta rapidez para repartir energía la

convierte en una radiación poco

penetrante que puede ser detenida

por una simple hoja de papel sin

embargo no son inofensivas ya que pueden actuar en los lugares en que s

depositan ya sea por sedimentación o por inhalación.

Radioactividad




transmutación de los elementos. Así por ejemplo, cuando el uranio 238 cuyo



La característica de estas partículas a ser muy pesadas y tiene doble carga



de aire puede producir hasta 30.000 pares de iones), causando

ionizaciones en una distancia corta.

Esta rapidez para repartir energía la

convierte en una radiación poco

penetrante que puede ser detenida

por una simple hoja de papel sin

embargo no son inofensivas ya que pueden actuar en los lugares en que s

depositan ya sea por sedimentación o por inhalación.

6

2013




os. Así por ejemplo, cuando el uranio 238 cuyo



y pesadas y tiene doble carga



de aire puede producir hasta 30.000 pares de iones), causando numerosas

embargo no son inofensivas ya que pueden actuar en los lugares en que se

RRAADDIIAACCIIÓÓNN BBEETTAA

Es un haz de electrones, consiste en una corriente de partículas beta que en

realidad son electrones. Se producen dentro del núcleo y luego se emiten con una

carga mucho menor y de mucho menor tamaño, las partículas beta pueden

penetras la materia incluyen

Las partículas beta tienen una carga negativa y una masa muy pequeña, por ello

reaccionan menos frecuentemente con la materia que las alfa pero su poder de

penetración es mayor que en estas (casi 100

frenadas por metros de aire, una lámina de aluminio o unos cm. de agua.

Este tipo de radiación se origina en un proceso de reorganización nuclear en que

el núcleo emite un electrón, junto con una partícula no usual, casi sin mas

denominada antineutrino que se lleva algo de la energía perdida por el núcleo.

Como la radiactividad alfa, la beta tiene lugar en átomos ricos en neutrones, y

suelen ser elementos producidos en reacciones nucleares naturales, y más a

menudo, en las plantas de energía nuclear. Cuando un núcleo expulsa una

partícula beta, un neutrón es transformado en un protón. El núcleo aumenta así en

una unidad su número atómico, Z, y por tanto, se transmuta en el elemento

siguiente de la Tabla Periódica

de los Elementos.

Si una partícula beta se acerca a

un núcleo atómico, desvía su

trayectoria y pierde parte de su

Radioactividad




penetras la materia incluyendo el aire, con más facilidad que las partículas alfa.



penetración es mayor que en estas (casi 100 veces más penetrantes). Son



el núcleo emite un electrón, junto con una partícula no usual, casi sin mas




tas de energía nuclear. Cuando un núcleo expulsa una



siguiente de la Tabla Periódica

Si una partícula beta se acerca a

un núcleo atómico, desvía su

trayectoria y pierde parte de su

7

2013




facilidad que las partículas alfa.



veces más penetrantes). Son



el núcleo emite un electrón, junto con una partícula no usual, casi sin masa,




tas de energía nuclear. Cuando un núcleo expulsa una



Radioactividad

8

2013

energía (se "frena"). La energía que ha perdido se transforma en rayos X. Este

proceso recibe el nombre de "Radiación de Frenado". Otra interesante reacción

ocurre cuando una partícula beta colisiona con un electrón positivo. En este

proceso, ambas partículas se aniquilan y desaparecen, liberando energía en forma

de rayos gamma.

RRAADDIIAACCIIÓÓNN GGAAMMMMAA

Las emisiones alfa y beta suelen ir asociadas con la emisión gamma. Es decir las

radiaciones gamma suelen tener su origen en el núcleo excitado generalmente,

tras emitir una partícula alfa o beta, el núcleo tiene todavía un exceso de energía,

que es eliminado como ondas electromagnéticas de elevada frecuencia. Los rayos

gamma no poseen carga ni masa; por tanto, la emisión de rayos gamma por parte

de un núcleo no conlleva cambios en su estructura, interaccionan con la materia

colisionando con las capas electrónicas de los átomos con los que se cruzan

provocando la pérdida de una determinada cantidad de energía radiante con lo

cual pueden atravesar grandes distancias, Su energía es variable, pero en general

pueden atravesar cientos de metros en el aire, y son detenidas solamente por

capas grandes de hormigón, plomo o agua.

Con la emisión de estos rayos, el núcleo compensa el estado inestable que sigue

a los procesos alfa y beta. La partícula alfa o beta primaria y su rayo gamma

asociado se emiten casi simultáneamente. Sin embargo, se conocen algunos

casos de emisión alfa o beta pura, es decir, procesos alfa o beta no acompañados

de rayos gamma; también se conocen algunos isótopos que emiten rayos gamma

de forma pura.

Esta emisión gamma pura tiene

lugar cuando un isótopo existe en

dos formas diferentes, los llamados

isómeros nucleares, con el mismo

número atómico y número másico

pero distintas energías. La emisión

de rayos gamma acompaña a la

transición del isómero de mayor

energía a la forma de menor energía.

Aunque no hay átomos radiactivos que sean emisores gamma puros,

emisores muy importantes, como el Tecnecio 99, utilizado en Medicina Nuclear, y

el Cesio 137, que se usa sobre todo para la calibración de los instrumentos de

medición de radiactividad.

Radioactividad

Esta emisión gamma pura tiene

lugar cuando un isótopo existe en

dos formas diferentes, los llamados

s nucleares, con el mismo

número atómico y número másico

pero distintas energías. La emisión

de rayos gamma acompaña a la

transición del isómero de mayor

energía a la forma de menor energía.

Aunque no hay átomos radiactivos que sean emisores gamma puros,



medición de radiactividad.

9

2013

Aunque no hay átomos radiactivos que sean emisores gamma puros, algunos son



RRAADDIIAACCIIOONNEESS IIOONNIIZZAANNTT

Las radiaciones atómicas

puede producir cáncer, mutaciones,

Las radiaciones atómicas son peligrosas porque pueden generar partículas

extrañas, inestables y altamente r

radiaciones producen iones y radicales inestables en los tejidos.

Las partículas alfa

de atravesar una hoja de papel o la piel humana y se frenan en unos pocos

centímetros de aire. Sin embargo, si un emisor alfa es inhalado (por

ejemplo, el 210Po),

(por ejemplo una herida) puede ser muy nocivo.

Las partículas beta

detenidos por la piel, pero la mayoría de los presentes en la radiación

natural pueden atravesarla. Al igual que los emisores alfa, si un emisor bet

entra en el organismo puede producir graves daños.

Radioactividad

TTEESS.. PPEELLIIGGRROOSS YY PPRREECCAAUUCCIIOONNEESS

atómicas crean iones y radicales inestables en los tejidos lo cual

mutaciones, tumores o defectos congénitos


extrañas, inestables y altamente reactivas a su paso por los tejidos vivos. Las

radiaciones producen iones y radicales inestables en los tejidos.

partículas alfa emitidas por los radionúclidos naturales no son capaces



Po), ingerido o entra en el organismo a través de la sangre

o una herida) puede ser muy nocivo.

partículas beta son electrones. Los de energías más bajas son

por la piel, pero la mayoría de los presentes en la radiación

natural pueden atravesarla. Al igual que los emisores alfa, si un emisor bet

entra en el organismo puede producir graves daños.

10

2013

crean iones y radicales inestables en los tejidos lo cual

congénitos


eactivas a su paso por los tejidos vivos. Las

naturales no son capaces



ingerido o entra en el organismo a través de la sangre

son electrones. Los de energías más bajas son

por la piel, pero la mayoría de los presentes en la radiación

natural pueden atravesarla. Al igual que los emisores alfa, si un emisor beta

Los rayos gamma

descritos. La radiación gamma suele acompañar a la beta y a veces a la

alfa. Los rayos gamma atraviesan fácilmente la piel y

orgánicas, por lo que puede causar graves daños en órganos internos.

rayos X (*) caen en esta categoría

capacidad de penetración menor que los gamma.

El conjunto de síntomas causados por las ra

síntomas incluyen nauseas, vomito, la baja en la cuenta de leucocitos, diarrea,

deshidratación, postración, hemorragia y perdida de cabello. Las moléculas de

Radioactividad

rayos gamma son los más penetrantes de los tipos de radiación


alfa. Los rayos gamma atraviesan fácilmente la piel y

orgánicas, por lo que puede causar graves daños en órganos internos.

(*) caen en esta categoría –también son fotones

capacidad de penetración menor que los gamma.

El conjunto de síntomas causados por las radiaciones se llama radiopatía y los



11

2013

son los más penetrantes de los tipos de radiación


alfa. Los rayos gamma atraviesan fácilmente la piel y otras sustancias

orgánicas, por lo que puede causar graves daños en órganos internos. Los

también son fotones– pero con una

diaciones se llama radiopatía y los



materiales hereditarios en los cromosomas celulares son el sit

por radiación. Su afección lleva a otros problemas.

Radioactividad

materiales hereditarios en los cromosomas celulares son el sitio primario de daño

por radiación. Su afección lleva a otros problemas.

12

2013

io primario de daño

Radioactividad

13

2013

EEFFEECCTTOOSS TTAARRDDÍÍOOSS DDEE UUNNAA EEXXPPOOSSIICCIIÓÓNN AA LLAA RRAADDIIAACCIIÓÓNN

Los efectos biológicos más temidos una vez transcurrido un tiempo de una

exposición a la radiación de una son la posibilidad de daño genético y el cáncer.

Los efectos genéticos que provoca la radiación que actúa sobre una célula son las

alteraciones (mutaciones) causadas en el ADN de las células reproductivas del

individuo, espermatozoides u óvulos. Los descendientes de este individuo son

portadores tal mutación pudiendo las consecuencias de ésta e incluso trasmitirla a

sus propios hijos.

Si una mujer embarazada se expone a la radiación probablemente se produzcan

serios daños al embrión que podrían llevarlo hasta la muerte ocasionando un

aborto, o bien la aparición de malformaciones en el recién nacido. Se sabe con

certeza que el embrión es más sensible a estos efectos, durante ciertas etapas de

su desarrollo uterino. El cáncer es una enfermedad que altera la división normal de

las células, por lo que se producen tumores.

El crecimiento descontrolado del tumor altera el funcionamiento normal del órgano

en que se encuentra y puede causar la aparición de nuevos tumores en otros

órganos. El factor causal del cáncer no es conocido, sin embargo, la evidencia

científica indica que la producción de mutaciones en el ADN de las células

desempeña un papel importante en su inicio y recordemos que la radiación es uno

de los factores provoca mutaciones en el ADN. Altas dosis de radiación,

superiores a 100 rads, pueden producir cáncer.

Radioactividad

14

2013

Causas de la Radiación Dosis máxima (En Rads)

Numero de expuestos

Tipo de cáncer

Casos observados

Pacientes con espondilitis anquilosante, tratados con rayos X

370 a la medula espinal 14558 Leucemia 80

Pacientes con Tuberculosis, Irradiados durante fluoroscopias

150 a la mama 1047 Mama 41

Mineros del Uranio, inhaladores de radón

6000 al Pulmón 4126 Pulmón 155

Sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki

122 al cuerpo entero 100000 Leucemia 312

Ejemplos de cáncer producido por exposición a dosis altas de radiación

PPRROOTTEECCCCIIÓÓNN AA LLAA RRAADDIIAACCIIÓÓNN

No existe un umbral de seguridad contra la exposición de las radiaciones. Todas

las radiaciones que penetran la piel o entran al cuerpo en la comida o a través de

los pulmones se consideran dañinas y el daño se puede acumular durante toda la

vida.

La protección contra la radiación se obtiene a través de barreras, película rápida

de rayos X y por una distancia adecuada. No es posible escapar de la radiación

natural de fondo. Los materiales de protección y la distancia no pueden reducir por

completo la exposición a las radiaciones.

Radioactividad

15

2013

UUNNIIDDAADDEESS PPAARRAA MMEEDDIIRR YY EEXXPPLLIICCAARR LLAASS AACCTTIIVVIIDDAADDEESS DDEE LLAASS RRAADDIIAACCIIOONNEESS Curie (Ci) y Bequerelio (Bq): La unidad tradicional (Ci) e internacional (Bq) se

utilizan para medir la radiación. El Bq equivale a una desintegración radiactiva por

segundo, mientras que el Ci equivale a 37, 000, 000,000 desintegraciones por

segundo (3.7 x 1010 Bq).

Roentgen (R), unidad de exposición en aire, es la cantidad de radiación

electromagnética (rayos X o rayos gamma) necesaria para producir una

determinada cantidad de ionización por unidad de aire (0.000258 culombios por

Kg de aire [C/Kg]. Un C/Kg equivale a 3879 R. El roentgen es aplicable

únicamente para exposición en aire de radiación electromagnética de menos de 2

Megaelectronvolts (MeV) y no es aplicable para partículas. Las exposiciones

médicas en radiología se miden en miliroentgens (mR = 0.001 roentgen). Para

fines médicos se debe proporcionar una referencia temporal, por lo que las

unidades utilizadas son mR/unidad de tiempo (que puede ser minuto, segundo,

hora, etc.).

Rad y Gray (Gy). El rad (del inglés radiation absorbed dose) mide la energía

absorbida o dosis y equivale a 100 ergios por gramo de sustancia irradiada. En

tejidos blandos un rad es aproximadamente igual a un roentgen. Actualmente el

sistema internacional de medidas utiliza como unidad de radiación absorbida al

Grey, que equivale a la energía absorbida por kilogramo se sustancia irradiada. Un

Gy equivale a 100 rads (un rad equivale a 10 miligrays).

Radioactividad

16

2013

Rem y Sievert (Sv): El roentgen, el rad y el Gy son parámetros físicos. El rem (Sv

en el sistema internacional de unidades) refleja la respuesta biológica a las

radiaciones ionizantes, por lo que puede ser utilizada para comparar efectos de

diferentes radiaciones. Rem proviene de las siglas en inglés roentgen equivalent

man. Un Sv equivale a 100 rems y un rem equivale a 10 milisieverts (mSv).

Para tratar de valorar cuantitativamente los efectos de las radiaciones ionizantes

sobre los sistemas biológicos es necesario definir una nueva magnitud. A manera

de ejemplo, una partícula alfa produce aproximadamente un millón de ionizaciones

por milímetro de recorrido a través de un tejido biológico, mientras que una

partícula beta solo produce 10,000 ionizaciones en el mismo recorrido. Como

puede inferirse, los distintos tipos de radiaciones producen distintos efectos

biológicos. El distinto daño biológico que produce una misma cantidad de

radiación absorbida pero de distintas radiaciones, medida en rads o en grays se

expresa a través del llamado factor de calidad (Q).

El factor de calidad es característico para cada tipo de radiación (los rayos

gamma, los rayos X y los rayos beta [excepto Auger] tienen un factor de calidad

igual a 1, los neutrones lentos tienen un Q de 2.5, los neutrones rápidos tienen un

Q de 10, los neutrones con energía de entre 100 keV y 2 MeV tienen un factor Q

de 20, los protones tienen un factor Q de 5 y los rayos alfa, los fragmentos de

fisión y los núcleos pesados tienen un Q de 20).

Así, la dosis equivalente en rems equivale a Q multiplicada por la dosis absorbida

Radioactividad

17

2013

calculada en rads y la dosis equivalente en sieverts equivale a Q multiplicada por

la dosis absorbida calculada en grays. Por lo tanto, un sievert equivale a 100 rems.

Para caracterizar de forma cualitativa y cuantitativa la radiación y sus efectos es

necesario definir un conjunto de magnitudes con sus correspondientes unidades.

Los organismos encargados de esta materia y cuyas recomendaciones son

ampliamente aceptadas son la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, la

Comisión Internacional en Unidades y Medidas de la Radiación (ICRU) y la

Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP).

Magnitud Definición Unidad Sistema Internacional Otros

Actividad Nº de desintegraciones por unidad de tiempo

1 Becquerel = 1 Bq = 1 d.p.s(desintegración por

segundo)

1 Curio = 1 Ci = 3.7 1010Bq

Exposición Carga total de iones liberada por unidad de masa de aire (válido en

aire seco)

1 Culombio/kilogramo = 1 C/kg

1 Roentgen = 1 R = 2.58 10-

4 C/kg

Tasa de exposición

Exposición por unidad de tiempo

1 C/kg s 1 R/s, 1 R/h

Dosis absorbida

Energía depositada por unidad de masa de material (Análoga a la

exposición pero para materiales)

1 Gray = 1 Gy = 1 J/kg 1 rad = 100 ergios/gramo 1Gy = 100 rad

Tasa de dosis

absorbida

Dosis absorbida por unidad de tiempo

1 Gy/s rad/h, rad/min

Dosis equivalente

La dosis absorbida produce efectos distintos según el tipo de radiación,

por eso se define la dosis equivalente que es independiente

de la radiación que la haya producido.

1 Sievert = 1 Sv 1 rem , 1Sv = 100 rem

Dosis efectiva

Suma ponderada de las dosis equivalentes en los distintos

órganos

1 Sievert = 1 Sv 1 rem 1 Sv = 100 rem

Radioactividad

18

2013

RRAADDIIOOEELLEEMMEENNTTOOSS SSIINNTTÉÉTTIICCOOSS

La mayoría de los radioelementos que se emplean en medicina se forman al

bombardear otros aromos con partículas de alta energía.

La desintegración radiactiva es la forma en que se producen las transmutaciones

en la naturaleza. También se pueden generar artificialmente al bombardear

átomos con partículas de alta energía.

Características básicas del tubo de detección de la radiación por ionización de gas

como el contador Geiger Müller.

Las partículas de bombardeo con carga eléctrica, como las partículas alfa y el

protón, pueden adquirir mayor velocidad y por lo tanto más energía, cuando las

atrae una carga opuesta. Los aceleradores de partículas, equipos que tienen este

efecto, incluyen algunos aparatos de muchos millones de dólares para la

investigación atómica. Las interacciones de sus rayos de ultraenergía con los

blancos seleccionados han hecho posible la síntesis de docenas de

radioelementos nuevos.

El contador Geiger Müller es un instrumento que detecta el paso de partículas

subatómicas eléctricamente cargadas a través de un tubo con gas en el que se ha

establecido un campo eléctrico intenso. Se utiliza para detectar radiactividad.

Consta de un tubo detector cilíndrico, conteniendo el gas noble Argón, en un

campo eléctrico dado por un hilo interior (ánodo) y la superficie del cilindro

(cátodo). Este cilindro tiene una placa de mica o “ventana” que permite pasar

radiaciones ionizantes hacia el interior del cilindro.

Una vez que la radiación ionizante ingresa, se produce un pulso de corriente y en

forma simultánea una señal acústica. El contador tiene una pantalla en que se

cuentan los pulsos, pudiendo regular el tiempo total en que s

conteo.

Radioactividad



cuentan los pulsos, pudiendo regular el tiempo total en que s

19

2013



cuentan los pulsos, pudiendo regular el tiempo total en que se emplea cada

Radioactividad

20

2013

TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA RRAADDIIAACCTTIIVVAA EENN LLAA IINNDDUUSSTTRRIIAA AALLIIMMEENNTTAARRIIAA

Los alimentos irradiados con dosis controladas de rayos X, rayos gamma o haces

de electrones se descomponen en menor proporción. La irradiación de alimentos

inhibe, inactiva o mata a los hongos y bacterias. Cuando los productos alimenticios

se hacen pasar a través de un haz de rayos gamma, rayos X o electrones

acelerados, los efectos dependen de la energía de los rayos.

En apariencia, la irradiación de alimentos no genera ningún producto radiolítico

específico. El término “radiación” trae a la mente todo tipo de imágenes negativas,

ya que se relaciona con frecuencia a problemas de cáncer y otras enfermedades.

Sin embargo, de acuerdo a la Administración de Drogas y Alimentos de los

Estados Unidos (Food and Drug Administration, FDA), no todas las radiaciones

son dañinas. En pequeñas dosis, puede proteger al ser humano de otras

amenazas potenciales invisibles.

La FDA aprueba la irradiación de carne de res y de aves, y permite su uso en una

amplia gama de otros alimentos, como frutas y vegetales frescos, así como

especias. La agencia determina que el proceso es seguro y efectivo en la

disminución o eliminación de bacterias nocivas.

Los expertos aseguran que la irradiación no hace que los alimentos sean

radioactivos ni peligrosos, pues no entran en contacto con ninguna sustancia

radioactiva. Por el contrario, pasa por un campo de radiación ionizante, con

niveles tan bajos que ni siquiera desintegra el núcleo de un átomo de molécula de

Varios estudios revelan que los cambios que produce la irradiación en los

alimentos son menores que los provocados por la cocción, y son indetectables, a

menos que se utilicen equipos de laboratorio de alta intensidad.

Los alimentos irradiados son tan sabrosos y nutritivos como los que no se

someten a ese proceso. Además, la desc

los alimentos a causa de la irradiación no es más intensa que la del proceso típico

de envejecimiento o maduración. Como los alimentos irradiados no son estériles,

los microorganismos existentes serán destruidos en su

totalidad, por tanto, sigue siendo necesario almacenarlos y cocinarlos

adecuadamente para poder consumirlos sin problemas.

Radioactividad

alimento. La irradiación no

produce tampoco cambios

químicos en los alimentos.

sustancias se conocen como

“productos radiolíticos”, y han

sido analizadas exhaustivamente

por los científicos en sus

evaluaciones de seguridad de los

alimentos irradiados.


imentos son menores que los provocados por la cocción, y son indetectables, a

menos que se utilicen equipos de laboratorio de alta intensidad.


someten a ese proceso. Además, la descomposición de vitaminas y minerales en



los microorganismos existentes serán destruidos en su mayoría, pero no en su


adecuadamente para poder consumirlos sin problemas.

21

2013

alimento. La irradiación no

produce tampoco cambios

químicos en los alimentos. Esas

sustancias se conocen como

“productos radiolíticos”, y han

sido analizadas exhaustivamente

por los científicos en sus

evaluaciones de seguridad de los

alimentos irradiados.


imentos son menores que los provocados por la cocción, y son indetectables, a


omposición de vitaminas y minerales en



mayoría, pero no en su


Radioactividad

22

2013

TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA DDEE RRAADDIIAACCIIÓÓNN EENN LLAA MMEEDDIICCIINNAA

Tanto en el diagnostico como en el tratamiento del cáncer, se usan radiaciones

ionizantes cuando se piensa que los beneficios superan a los perjuicios. Para su

uso medico, las radiaciones se aplican como rayos X o haces de electrones

generados por maquinaria o emitidos por cierto radioelementos.

En el diagnostico se utilizan para localizar un cáncer o un tumor, o verificar la

función de algún órgano como la glándula tiroides. En la terapéutica se utilizan

radiaciones para matar células cancerosas o inhibir su crecimiento.

Las propiedades químicas y radiológicas son importantes en la selección de los

radioelementos en medicina y este proceso se basa en la minimización de daños

y la maximización de beneficios. Cualquier exposición a la radiación encierra

riesgos porque la exposición prolongada puede producir cáncer.

Para reducir los riesgos, los radiólogos emplean radioelementos que posean las

siguientes propiedades.

1. El radioelemento debe de tener una vida corta, así se desintegra durante el

diagnostico, cuando su transformación proporciona algún beneficio y lo menos

posible del radioelemento se desintegra después cuando sus radiaciones ya

no son provechosas.

2. El producto del radioelemento debe tener muy poca o ninguna radiación

propia. El producto debe de ser un isotopo estable o tener una vida media muy

larga. También debe eliminarse rápidamente.

Radioactividad

23

2013

3. La vida media del radioelemento debe ser lo suficientemente larga para

permitir su preparación y administración al paciente.

4. Si el radio elemento se va a usar para el diagnostico, debe desintegrarse

enteramente por radiación penetrante, lo cual significa radiación gamma.

5. El tejido enfermo debe concentrar al radioelemento y dar una “zona caliente”

donde existe el área afectada o hacer lo opuesto, rechazar al radioelemento y

formar una “zona fría” en la zona enferma, en lo que respecto en los

detectores enfermos.

El Tecnecio-99m (99mTc) es el radioisótopo más utilizado en medicina nuclear. Su

uso en diagnóstico permite visualizar imágenes de estructuras anatómicas y

brindar información sobre distintas funciones orgánicas.

La gran demanda de este radionucleído se debe a sus favorables propiedades

nucleares, a la gran cantidad de compuestos que se pueden marcar con él y al

hecho de poder contar con generadores de99mTc, lo que posibilita su obtención en

lugares alejados de los centros de producción.

Un generador de radioisótopos es un sistema mediante el cual un radionucleído

padre genera por decaimiento radiactivo un radionucleído hijo de vida media más

corta que la del padre. En el caso del generador de 99mTc, el radionucleído padre

es el Molibdeno-99 (99Mo) cuya vida media es de 66 horas, mientras el

radionucleído hijo, el 99mTc, tiene una vida media de 6 horas.

Radioactividad

24

2013

LLOOSS RRAAYYOOSS XX

Las primeras imágenes de Rayos X fueron obtenidas por azar por Wilhelm

Röntgen en 1865. Röntgen era catedrático de física en la Universidad de

Würzsbug (Alemania). Estudiaba los rayos catódicos, y para ver la fosforescencia

que producían en una pantalla cubierta de sal de bario, oscureció el laboratorio, ya

que era parcialmente ciego al color. En el laboratorio totalmente oscurecido

descubrió que una pantalla cercana en la que un estudiante había escrito la letra A

con sal de bario, destellaba. Se quedó atónito, los rayos catódicos no podían

haber recorrido la distancia que había del tubo al papel.

Los Rayos x permiten a los médicos ver a los pacientes por dentro. Cuando estos

rayos se dirigen hacia un paciente, una parte son absorbidos y otra parte atraviesa

el paciente. Estos rayos que atraviesan impresionan un fragmento de película

fotográfica que se guarda dentro de una caja hermética a la luz. El hueso absorbe

más rayos X que la carne del mismo grosor, por tanto en la película revelada la

estructura ósea aparece como una zona clara.

Las primeras radiografías se hicieron sin saber la exposición necesaria para que

las fotografías fueran claras, por lo que hubo pacientes y médicos que sufrieron

quemaduras serias por la radiación. Cuando ya su uso fue extendido, se observó

como los manipuladores de rayos X al igual que los manipuladores de sales de

radio, sufrían diversas enfermedades de tipo cancerígeno que les llevaba a la

muerte. Para evitar los efectos negativos de las radiaciones surge la protección

Radioactividad

radiológica. A la derecha se observa la

primera radiografía que se sacó del cuerpo

humano hecha por un ayudante de

Röntgen en 1896. Las fotografías son de

las partes del cuerpo de varias personas,

las exposiciones duraban de 5 a 15 min.

25

2013

ica. A la derecha se observa la

primera radiografía que se sacó del cuerpo

humano hecha por un ayudante de

Röntgen en 1896. Las fotografías son de

las partes del cuerpo de varias personas,

las exposiciones duraban de 5 a 15 min.

EENNEERRGGÍÍAA AATTÓÓMMIICCAA YY RR

Las plantas nucleares de energía generan desechos

apartarse del contacto humano durante varios siglos.

una cantidad enorme de calor. Al menos que el reactor se enfrié constantemente

por medio de un refrigerante, por lo general agua, el sistema completo se funde

con rapidez. El calor convierte al refrigerante en un gas caliente bajo alta presión,

como el vapor, el cual activa las turbinas eléctricas. Entonces parte de la energía

de fisión se convierte en energía eléctrica, y lo que no utiliza para ello se libera

calor a la atmosfera o dentro de una corriente de agua de enfriamiento de un río o

un lago.

Las plantas nucleares de energía generan desechos atómicos que deben

aparatarse del contacto humano durante varios siglos.

Radioactividad

RRAADDIIOOEELLEEMMEENNTTOOSS

Las plantas nucleares de energía generan desechos atómicos

apartarse del contacto humano durante varios siglos.

Todas las plantas nucleares de

energía en operación dentro de los

Estados Unidos emplean la fisión

para generar calor

desintegración de un núcleo

atómico grande en fragmentos

pequeños después de la captura de

neutrones. Esto libera neutrones

adicionales, isotopos radiactivos y





sión se convierte en energía eléctrica, y lo que no utiliza para ello se libera



contacto humano durante varios siglos.

26

2013

atómicos que deben

Todas las plantas nucleares de

energía en operación dentro de los

Estados Unidos emplean la fisión

para generar calor. La fisión es la

desintegración de un núcleo

atómico grande en fragmentos

pequeños después de la captura de

neutrones. Esto libera neutrones

adicionales, isotopos radiactivos y





sión se convierte en energía eléctrica, y lo que no utiliza para ello se libera



El isotopo de uranio-235 es el único radioelemento

sufre fisión espontanea cuando captura un neutrón

de movimiento lento de energía realmente baja.

Después de capturar a dicho neutrón, el núcleo se

divide espontáneamente. Se debe partir en distintas

formas que dan diferentes productos.

Una reacción nuclear en cadena

nuclear que se sostiene en el tiempo al provocar

un neutrón la fisión de un

varios neutrones que a su vez causan otras

fisiones. Esta reacción en cadena sólo se producirá si al menos uno de los

neutrones emitidos en la fisión es apto para provocar una nueva fisión.

Los productos de la fisión son contaminantes

que generan la fisión son radiactivos y su desintegración de lugar a contaminantes

radiactivos los cuales deben contenerse en el reactor y luego almacenarse de una

forma segura.

Radioactividad

235 es el único radioelemento

sufre fisión espontanea cuando captura un neutrón

de movimiento lento de energía realmente baja.

Después de capturar a dicho neutrón, el núcleo se

ente. Se debe partir en distintas

formas que dan diferentes productos.

reacción nuclear en cadena es una reacción

que se sostiene en el tiempo al provocar

de un átomo fisible, liberándose

varios neutrones que a su vez causan otras



Los productos de la fisión son contaminantes potenciales. Los isotopos nuevos



27

2013



potenciales. Los isotopos nuevos



Radioactividad

28

2013

BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFÍÍAASS

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0504-01/paginaprincipal.html

Fundamentos De Química General, Orgánica Y Bioquímica

Holum, John R.

Editorial Limusa S.a. De C.v. - México

http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/buenos_aires/radiacion/tipos.htm

Física Universitaria 11va edición

Sears – Zemazky

Volumen 2

Editorial Ultra S.a. De C.v. - México

http://www2.alasbimnjournal.cl/alasbimn/CDA/sec_a/0,1205,SCID%253D14

185%2526PRT%253D14184%2526LNID%253D33,00.html

Química La Ciencia Central

Theodore L. Brown

H. Eugene Lemay

Bruce E. Bursten

Prentice Hall

http://chilealimentosinocuos.blogspot.com/2009/10/control-de-alimentos-

por-medio-de.html

http://www.mtin.es/es/publica/pub_electronicas/destacadas/enciclo/general/

contenido/tomo2/48.pdf

Al estudiar los tipos de radiaciones que se emiten a partir del núcleo de un isotopo

radioactivo nos encontramos con la emisión de tres

partícula alfa; en este caso, el número atómico del átomo original disminuye en

dos y el número de masa disminuye en cuatro

unidades; Otro es el caso de las partículas beta,

donde el número atómico del núcleo original

disminuye en una unidad y el número de masa

no cambia y por último la radiación gamma, de

alta energía, que carece de carga y m

podemos concluir que con frecuencia se

emiten junto con las partículas alfa o beta cuando un núcleo

regresa a un estado más estable en contraste con los rayos X, y que se produce

durante ciertas transiciones electrónicas entre distintos niveles de ene

Cuando se desintegra un isótopo de un elemento se produce un isótopo de un

elemento distinto; es decir, un tipo de átomo se transforma en otro. Una ecuación

nuclear representa los cambios ocurridos y al balancearla, la suma de los números

de masa de las partículas de cada lado de la ecuación deben ser iguales, y

también deben serlo las sumas de las cargas nucleare

comporta la radiactividad en la química y como es su estructura.

Radioactividad

CCOONNCCLLUUSSIIOONN


radioactivo nos encontramos con la emisión de tres partículas.


número de masa disminuye en cuatro

unidades; Otro es el caso de las partículas beta,

donde el número atómico del núcleo original

disminuye en una unidad y el número de masa

no cambia y por último la radiación gamma, de

alta energía, que carece de carga y masa,

podemos concluir que con frecuencia se

emiten junto con las partículas alfa o beta cuando un núcleo


durante ciertas transiciones electrónicas entre distintos niveles de ene




las partículas de cada lado de la ecuación deben ser iguales, y

también deben serlo las sumas de las cargas nucleares. Entonces es así como se

comporta la radiactividad en la química y como es su estructura.

29

2013


. Una de ella es la



durante ciertas transiciones electrónicas entre distintos niveles de energía.




las partículas de cada lado de la ecuación deben ser iguales, y

ces es así como se

Radioactividad

30

2013

IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN

Se dice que a partir del siglo (v a.c), en la antigua Grecia vivían personas que

sostenían razones filosóficas que la materia puede ser subdividida hasta cierto

límite. Jhon Dalton decia que la estructura atómica no era tan sencilla y que la

física y la química no pueden explicar cómo se encuentran las descargas

eléctricas en gases. la radioactividad es una propiedad de los elementos

químicos cuyos núcleos atómicos son inestables.

El descubrimiento de la radioactividad ha manifestado cambios hasta ahora en la

actualidad a medida en que la química ha evolucionado a medida en que

químicos descubren nuvas maneras de darle significado sobre la radioactividad y

sus aplicaciones

la radioactividad

Education