Radioactividad

En 1903, Rutherford, demostró que existen tres tipos de emisiones radiactivas: Alfa, Beta y Gamma, y estableció la naturaleza de cada una de estas radiaciones. la figura 1.3, muestra la trayectoria de estas radiaciones bajo la acción de campos eléctricos y magnéticos.

Radiación Alfa la radiación alfa consiste en un núcleo de¡ átomo de helio, o sea está formada por dos protones y dos neutrones y posee una carga de +2e y una masa aproximada a 4 veces la masa del electrón.

la radiación alfa es la menos penetrante siendo absorbida fácilmente en unos pocos centímetros de aire o por unas hojas de papel. Debido a su masa relativamente grande y su doble carga es un agente de ionización muy efectivo.

Radiación Beta la radiación beta consiste en electrones que se originan en el núcleo del átomo con velocidades cercanas a la velocidad de la luz. la partícula beta tiene las mismas propiedades que los electrones atómicos. La radiación beta tiene un poder de penetración intermedio, apreciablemente mayor que el de la radiación alfa; puede viajar varios metros en el aire o a través de varias láminas de aluminio antes de ser completamente absorbida

Radiación Gamma La radiación gamma corresponde al espectro electromagnético y como tal se mueve a la velocidad de la luz, ver figura 1.4. Esta radiación es la más penetrante, puede atravesar grandes espesores de plomo y su absorción no es total. La radiación gamma es de la misma naturaleza que los rayos X y la luz visible y sólo difiere de estos por su origen y frecuencia.

Radiación Artificial

El descubrimiento de los rayos X y la fabricación de elementos radiactivos artificiales en los reactores nucleares, con sus diversas aplicaciones en medicina, industria, usos bélicos e investigación ha aumentado considerablemente la dosis de radiación en la población.

Siempre hemos vivido expuestos a las radiaciones de baja intensidad, estas radiaciones las recibimos del sol y del espacio interestelar, de las sustancias radiactivas naturales, de las casas donde habitamos, de los alimentos que ingerimos, del aire que respiramos y de nuestro propio cuerpo el cual contiene elementos radiactivos naturales. A esta radiación se le conoce como radiación de fondo.

Radiacion Natural

Además de las fuentes de radiación natural ya mencionadas el hombre ha introducido diversas fuentes artificiales de radiación que contribuyen significativamente a la dosis de radiación que recibe la población. la radiación natural proviene de los rayos cósmicos, elementos radiactivos naturales presentes en la tierra, y de elementos radiactivos del cuerpo.

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La radioactividad puede ser:

Radiactividad natural: Es la que manifiestan los isótopos que se encuentran en la naturaleza.

Radiactividad artificial o inducida: Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares artificiales.

Radiactividad natural

En 1896 Becquerel descubrió que ciertas sales de uranio emitían radiaciones espontáneamente, al observar que velaban las placas fotográficas envueltas en papel negro.

Hizo ensayos con el mineral en caliente, en frío, pulverizado, disuelto en ácidos y la intensidad de la misteriosa radiación era siempre la misma. Por tanto, esta nueva propiedad de la materia, que recibió el nombre de radiactividad, no dependía de la forma física o química en la que se encontraban los átomos del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad que radicaba en el interior mismo del átomo.

El estudio del nuevo fenómeno y su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente a los esposos Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas como el torio, polonio y radio. La intensidad de la radiación emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, por lo que dedujo Marie Curie que la radiactividad era una propiedad atómica.

Marie y Pierre Curie al proseguir los estudios encontraron fuentes de radiación natural bastante más poderosas que el Uranio original, entre estos el Polonio y el Radio.

La radiactividad del elemento no dependía de la naturaleza física o química de los átomos que lo componen, sino que era una propiedad radicada en el interior mismo del átomo.

Hoy en día se conocen más de 40 elementos radiactivos naturales, que corresponden a los elementos más pesados. Por arriba del número atómico 83, todos los núcleos.

El fenómeno de la radiactividad se origina exclusivamente en el núcleo de los átomos radiactivos. Y la causa que lo origina se cree que es debida a la interacción neutrón-protón del mismo.

Al estudiar la radiación emitida por el radio se comprobó que era compleja, pues al aplicarle un campo magnético parte de ella se desviaba de su trayectoria y otra parte no.

Sabemos que la radiación emitida por una desintegración puede ser de tres tipos: alfa, beta y gamma; además también hay que considerar hoy la emisión de neutrones:

La radiación alfa (ðð ð está formada por núcleos del isótopo 4 de helio, es decir está constituida por una radiación corpuscular, en la que cada corpúsculo está formado por dos protones y dos neutrones. Ello significa que tiene una masa atómica de 4 unidades y una carga eléctrica de 2 unidades positivas. Estos protones y neutrones formaban antes parte del núcleo que se ha desintegrado.

La radiación beta (ðð ð está constituida por electrones, lo que significa que es también de naturaleza corpuscular, en la que cada corpúsculo tiene una masa atómica de 1/1800 aproximadamente, y una carga de 1 unidad negativa. Posteriormente, se descubrió la radiación beta positiva, semejante a la beta pero con carga positiva. Está formada por positrones procedentes de transformación de un protón en un neutrón. Son electrones resultantes de la desintegración de los neutrones del núcleo:

neutrón→ protón + electrón + neutrino

Debido a su carga es desviada por campos eléctricos y magnéticos. Es más penetrante, aunque su poder de ionización no es tan elevado como el de la radiación ð .

La radiación gamma (γðð es de naturaleza electromagnética, semejante a la luz ordinaria, pero con mucho menor longitud de onda. Es, por lo tanto, de naturaleza ondulatoria, carente de masa en reposo y de carga. Esta radiación tampoco existía antes en el núcleo, sino que es energía que se emite como consecuencia de un reajuste energético de núcleo.

No es corpuscular como las 2 anteriores, sino de naturaleza electromagnética. Al no tener carga, los campos eléctricos y magnéticos no la afectan. Es la más penetrante, y muy peligrosa.

Las leyes de desintegración radiactiva, descritas por Soddy y Fajans, son:

Cuando un átomo radiactivo emite

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