Radiactividad natural

Radiactividad Natural

Fuente CNEA

  En la vida cotidiana estamos expuestos a radiaciones aún cuando no vivamos o permanezcamos cerca de fuentes radiactivas artificiales, provenientes de la actividad humana. Las fuentes naturales de radiación se deben a elementos propios de la corteza terrestre y a radiaciones provenientes del espacio exterior. A su vez, estas radiaciones pueden actuar sobre nuestro organismo desde fuera o internamente, este último caso ocurre cuando se incorporan elementos radiactivos por la respiración o cuando se ingieren alimentos.

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           Las fuentes de irradiación externas consisten en rayos cósmicos y rayos gamma terrestres. Los rayos cósmicos, provenientes del espacio exterior, en particular del Sol y demás estrellas, consisten principalmente en protones y partículas alfa y, en menor cantidad, núcleos de carbono, nitrógeno, oxígeno y átomos pesados. Estos núcleos producen a su vez rayos secundarios al chocar contra los átomos de la atmósfera. Algunos rayos cósmicos tienen muy alta energía (millones de veces superiores a las alcanzadas en aceleradores de partículas) aunque los predominantes son los de baja energía. El efecto de los rayos cósmicos en ciudades que se hallan a grandes altitudes es alrededor de cinco veces mayor que el producido a nivel del mar. Por la misma razón, al viajar en avión las personas se encuentran transitoriamente más expuestas a la radiación cósmica que a nivel del mar.

Descubrimiento de la Radiactividad

          Hacia las postrimerías del siglo XIX, se creía confiadamente que los componentes básicos de la materia conocida eran estables, siempre iguales, inmutables. Se pensaba que cuando un material no recibe influencia externa alguna (no se lo calienta, no se lo parte, no se lo tiñe, etc.), permanecerá igual a través del tiempo, sus átomos no cambiarán: es decir desde un lenguaje más científico se creía que las moléculas sufrían transformaciones, recombinándose para formar otras, pero los átomos se mantenían inalterados por siempre.

          Pero en 1896 Becquerel informó a la comunidad científica un fenómeno que no encajaba con esta idea de la inmutabilidad de los materiales. En efecto, había observado que en repetidas ocasiones unas placas fotográficas cerradas, que habían quedado adyacentes a un cierto mineral (que luego sería denominado pecblenda), se habían ennegrecido. Esto sucedía de un día para otro, es decir en lapsos de tiempo relativamente cortos, lo que hacía suponer que el cambio se debía a un agente externo.

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          Pero, ¿cómo había sucedido este cambio? Resultaba desconcertante, pues no podía entrar luz a las placas, éstas no habían sido calentadas, ni podía haberlas alcanzado agente químico alguno. El peso de la evidencia, tras mucho repetir la operación, llevó a la conclusión que existía "algo" producido o emitido por la pecblenda, que atravesaba la gruesa protección de las placas fotográficas de la época y las impresionaba igual que cuando se sacaba una fotografía exponiéndolas a la luz visible común.

          En 1898 Pierre y Marie Curie, tras muchos esfuerzos, tuvieron éxito en separar químicamente de la pecblenda el material causante de este fenómeno, y le dieron el nombre de "radium" o radio, ya que debía producir algún tipo de radiación.

          Muchos científicos de la época se interesaron por encontrar una explicación para este fenómeno. Los avances en este sentido resultan del aporte de muchos científicos durante todo el siglo XX, tarea que aún continúa. Se destacan en los primeros tiempos Rutherford y colaboradores, que investigaron en detalle la naturaleza de las radiaciones emitidas logrando identificar tres, a las que les dieron los nombres de las primeras letras del alfabeto griego: Alfa, beta y gamma. Estas radiaciones eran partículas que se comportaban diferentemente cuando pasaban por un campo magnético.

          Poniendo una muestra de radio cerca de un imán observaron que la radiación alfa se desviaba hacia un lado, la beta para otro y la gamma no se desviaba, por lo que concluyeron que las partículas alfa tiene carga eléctrica positiva, las beta tienen carga negativa y las gamma no tienen carga eléctrica. Desde los tiempos de Rutheford hasta hoy se han probado nuevas características, entre ellas:

          [pic 3]  [pic 4]  Alfa:   son núcleos de helio (o sea átomos del gas noble helio despojados de sus únicos dos electrones). Su carga eléctrica es entonces la carga de dos protones.

          [pic 5]  [pic 6]  Beta:   son electrones muy rápidos. En algunos casos, como en el radio, se trata de electrones con carga negativa. En otros casos (como en el potasio) se observa que son partículas de igual masa que los electrones, pero su carga es positiva: se los denomina "positrones".

          [pic 7]  [pic 8]  Gamma: que consisten en cuantos de radiación electromagnética (similares a otras radiaciones que nos son más familiares como la luz visible o los rayos X). A estas partículas de luz, las llamamos "fotones".

           En 1932 Chadwick descubrió otra partícula nueva, el neutrón, lo cual condujo ese mismo año a que Heisenberg elaborara la visión actual de los núcleos atómicos, constituidos por partículas eléctricamente positivas, llamadas protones, y partículas sin carga eléctrica o neutras, por ello llamadas neutrones.

          Este conjunto de observaciones y sus correspondientes interpretaciones llevaron a modificar profundamente nuestra idea de la materia. Algunos núcleos de ciertos elementos pueden emitir partículas cargadas, por lo que su carga eléctrica total cambia, es decir se transforman en núcleos de otros elementos químicos. Esto es lo que sucede con el radio, pero existen en la naturaleza otros elementos radiactivos, como el torio, el uranio, el potasio o el carbono. A diferencia de lo que se creía antes de las observaciones de Becquerel, no toda la materia es estable.  [pic 9]

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