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Qué es la radioactividad y sus características

Qué es la radiactividad y para qué se utiliza

La radiactividad es una propiedad de algunos átomos que hace que emitan radiaciones y partículas que se desprenden del núcleo. En este proceso los átomos sufren cambios radiactivos y se transforman en átomos diferentes. En CurioSfera-Ciencia.com, te explicamos las características de la radioactividad, los diferentes tipos y sus aplicaciones.

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Qué es la radioactividad

La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico que algunos cuerpos presentan. Básicamente consiste en la emisión de radiaciones o partículas (o ambas a la vez), fruto de la desintegración del núcleo un átomo inestable. El resultado es un átomo de otro tipo y estable.

qué causa la radioactividad

Este fenómeno es el origen de una rama de la ciencia que con los años ha alcanzado un desarrollo de gran tamaño. La física nuclear ha conseguido actualmente, con todo lo que ello conlleva de positivo y de negativo, una influencia enorme en el mundo y en la sociedad actual.

La radioactividad fue descubierta por el físico francés Henri Becquerel en el año 1896.

La mayoría de los átomos que hay en la naturaleza son estables, es decir, no se transforman en otro tipo de átomos. Durante la edad media los alquimistas se esforzaban en transformar algunas sustancias en oro. No lo consiguieron.

Pero el descubrimiento de la radiactividad demostró que algunos átomos son inestables (muy pocos, si los comparamos con la totalidad). Esto quiere decir que estos átomos pueden romperse y transformarse en átomos de otros elementos.

Por ejemplo, el núcleo del átomo de uranio puede perder una partícula alfa y transformarse así en un átomo de otro elemento, el torio, que tiene un núcleo 90 protones, dos menos que el átomo de uranio.

qué átomos son radiactivos

Cuando el núcleo de un átomo, tras la emisión de radiaciones alfa, beta o gamma, se transforma en otro, decimos que se ha producido un cambio radiactivo.

Tipos de radiaciones

Existen tres tipos de rayos o de radiaciones y se denominan radiaciones α (alfa), radiaciones β (beta) y radiaciones ϒ (gamma):

¿Cuáles son los 3 tipos de emisiones radiactivas?

  1. Las radiaciones α están formadas por núcleos de helio. Tienen, por tanto, carga positiva y las detiene incluso una hoja de papel o la piel humana.
  2. Las radiaciones β son corrientes de electrones y las puede detener una lámina delgada de metal.
  3. Las radiaciones ϒ son ondas muy similares a las de los rayos X o las de la luz y sólo pueden ser paradas por paredes muy gruesas de plomo o de cemento.

¿Qué elementos son radiactivos?

Todos los elementos que tienen un número atómico superior a 83 son radiactivos. Por lo tanto, los átomos de estos elementos son los más pesados.

Pero también se han descubierto átomos radiactivos de elementos menos pesados. Por ejemplo, los átomos del Tritio, un isótopo del hidrógeno, y los átomos del isótopo 14 del carbono son radiactivos y se desintegran lentamente.

Si calculamos la proporción de átomos de este último isótopo que contienen los restos arqueológicos, podemos calcular la antigüedad.

También podemos obtener átomos radiactivos por procedimientos artificiales y hasta se ha convertido en realidad el sueño de los alquimistas, porque se ha conseguido transformar en oro un metal como el mercurio.

Vida media de un átomo radiactivo

Los átomos radiactivos se transforman, en etapas sucesivas, en nuevos elementos. El radio, por ejemplo, se transforma en radón, polonio, bismuto y, finalmente, en plomo.

Si tenemos un kg de radio, al cabo de 1.620 años sólo quedará la mitad. Este periodo lo llamamos vida media del átomo de radio.

El isótopo del plutonio que se obtiene en las centrales nucleares tiene una vida media de 24.360 años. Esto significa que los residuos de las centrales nucleares emitirán radiaciones durante muchos años, aunque los tiren al fondo de la mar.

Descubrimiento de la radiactividad

En 1896, Henri Becquerel descubrió la radiactividad de una manera casual. Tenía en un cajón unas placas fotográficas envueltas en papel negro y comprobó que se imprimieron como si hubieran sido expuestas a la luz del Sol.

cuándo se descubrió la radioactividad
Henri Becquerel, descubridor de la radioactividad

La investigación de este fenómeno lo llevó a relacionarlo con la presencia de compuestos de uranio cerca de las placas y a deducir que esta sustancia emite unas radiaciones que pueden atravesar el papel negro e impresionar las placas fotográficas.

Poco después del descubrimiento de Becquerel, Marie Curie prosiguió las investigaciones sobre los compuestos de uranio y se interesó por un mineral, la pechblenda, que emitía radiaciones muy intensas.

Sospechó que se producían por la existencia de un elemento desconocido que impurificado el uranio y que era mucho más radiactivo que este. En colaboración con su marido, Pierre Curie, descubrió, el 1898, dos nuevos elementos: el polonio y el radio.

Los esposos Curie tardaron más de 4 años poder obtener 100 mg de un compuesto de radio con el fin de observar sus propiedades. Comprobaron que este compuesto era luminoso en la oscuridad, debido a las radiaciones que emitía.

Estas radiaciones iban acompañadas de calor, impresionaban las placas fotográficas, atravesaban cuerpos opacos, etc. Observaron también que cuando entraban en contacto con las células de la piel las destruían y llegaban a producirse llagas.

Aplicaciones de la radiactividad

Como debes imaginar, las aplicaciones de la radioactividad son muchas. Y cada vez más, los científicos encuentran utilidades útiles de este fenómeno físico. Vamos a ver las más usuales

para qué sirve la radioactividad

Medicina

Los isótopos radiactivos o radioisótopos se utilizan mucho en medicina. Por ejemplo, para estudiar algunas enfermedades se introducen pequeñas cantidades de material radiactivo en el sistema circulatorio. Con los instrumentos adecuados se puede detectar la radiación.

Las radiaciones gamma se utilizan para destruir tumores cancerosos, esterilizar instrumental clínico, etc.

Industria

Los radioisótopos tienen también muchas aplicaciones industriales. Se utilizan para descubrir posibles defectos en la fabricación de herramientas, metales, etc., porque las radiaciones atraviesan más fácilmente los vacíos que las zonas donde la materia es compacta.

Con isótopos se ha podido determinar qué aceites son los más adecuados para un motor o el lugar donde hay una fuga en una tubería. Hasta se utilizan para controlar el aire que contienen los helados.

Agricultura

Para estudiar los efectos de los abonos y la cantidad que pueden absorber las plantas, se utilizan radioisótopos. Con detectores se puede ir siguiendo la pista a través de la planta y saber la cantidad de fertilizante que consume en un tiempo determinado. Con este mismo procedimiento se descubrió el mecanismo de la función clorofílica.

La radiactividad se aplica también a combatir los insectos y en la obtención de nuevas especies de plantas. Las radiaciones pueden destruir células vivas y producir cambios importantes (mutaciones).

Obtención de energía

En la actualidad, existen diversa formas de obtener energía de los átomos. Es decir, diferentes formas de energía nuclear:

Fisión nuclear

Antes de la segunda guerra mundial se descubrió que un átomo de uranio se partía en dos cuando chocaba con un neutrón. Este fenómeno se llamó fisión nuclear.

Cuando se parte el átomo de uranio, se desprenden dos o tres neutrones que pueden chocar con otros átomos de uranio y partirlos, y así sucesivamente, produciendo una reacción en cadena, durante la que se desprende una gran cantidad de energía calorífica en muy poco tiempo. Esto es lo que ocurre en la explosión de una bomba atómica.

Reactores nucleares

En un reactor nuclear se produce una fisión nuclear controlada, es decir, una reacción en cadena que no llega a convertirse en explosión. El control del proceso se consigue con la introducción dentro del reactor de sustancias que, como el grafito, el cadmio y el boro, absorben o frenan una parte de los neutrones producidos en la reacción.

Así se evita la explosión. El calor que se produce se aprovecha para obtener vapor de agua que pone en movimiento una turbina que genera energía eléctrica.

Uno de los mayores peligros de los reactores nucleares es que se produzca una fuga de átomos radiactivos. Para evitarlo se rodea el reactor con unos muros muy gruesos de hormigón.

Otro problema grave, al que no se le ha encontrado todavía una solución adecuada, es la eliminación de los residuos radiactivos, que son altamente peligrosos.

Fusión nuclear

La cantidad de calor producido por la unión de dos núcleos pequeños, como los de hidrógeno, es todavía superior a la producida por la partición de un átomo de uranio. Pero es necesario que los átomos se encuentren a una temperatura elevadísima, de millones de grados. Esta reacción se llama fusión nuclear o termonuclear.

El calor que produce es enorme. Esta reacción es el fundamento de la bomba de hidrógeno. La energía del Sol también se produce por un proceso de fusión nuclear.

Los científicos investigan actualmente la manera de controlar las reacciones de fusión. Si lo lograran, podríamos contar con una fuente de energía prácticamente inagotable, por las grandes cantidades de hidrógeno que contiene el agua de mar.

Además, la fusión no produce tantas radiaciones peligrosas y la cantidad de residuos radiactivos es menor.

Qué es la radioactividad resumen

  • La radiactividad es una propiedad de algunos átomos que hace que emitan radiaciones y partículas que se desprenden del núcleo. En este proceso los átomos sufren cambios radiactivos y se transforman en átomos diferentes.
  • Los átomos radiactivos producen tres tipos de radiaciones, α, β y ϒ, formadas respectivamente por núcleos de helio, electrones y ondas invisibles.
  • Los elementos radiactivos son los que tienen mayor número atómico. También son radiactivos algunos isótopos de elementos de menor número atómico.
  • La fisión nuclear consiste en la partición de núcleos de átomos de algunos elementos pesados ​​(uranio). Este fenómeno libera una gran cantidad de energía.
  • La fusión nuclear consiste en la unión de dos núcleos de átomos poco pesados ​​(hidrógeno) a temperaturas muy elevadas. La energía que se obtiene es superior a la producida por la fisión.

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