3
El átomo
72
7.
La radiactividad
En la U
NIDAD
1, al hablar de la relación que existe entre obser-
vaciones y descubrimientos, comentamos que el fenómeno de
la radiactividad fue hallado casualmente por Becquerel en 1896
cuando observó que una placa fotográfica envuelta en papel ne-
gro, que contenía sales de uranio, se había ennegrecido como si
hubiera sido revelada. Conviene comentar que la radiactividad es
un fenómeno natural y que las personas estamos expuestas con-
tinuamente a múltiples radiaciones. Unas proceden de la propia
naturaleza, mientras que otras son debidas a la acción de los seres
humanos:
Fuentes naturales
❚
Radiaciones originadas en los procesos nucleares ocurridos en el
espacio exterior. Son absorbidas parcialmente por la atmósfera.
❚
Radiaciones de sustancias radiactivas de la corteza terrestre.
❚
Radiaciones de los isótopos radiactivos contenidos en los orga-
nismos de los seres vivos.
Fuentes artificiales
❚
Exploraciones radiológicas con fines médicos.
❚
Explosiones nucleares e instalaciones nucleares.
A continuación se proporciona la contribución, aproximada, de las
diferentes fuentes de radiación que puede recibir el ser humano:
❚
Radiación cósmica: 15%
❚
Radiación de alimentos, bebidas, etc.: 17%
❚
Radiación de elementos naturales: 55,1%
❚
Radiación de televisores y electrodomésticos: 0,2%
❚
Radiación de prácticas médicas: 12%
❚
Radiación de centrales nucleares: 0,1%
7.1.
Los radioisótopos
El gran interés que despiertan los radioisótopos y el gran número
de aplicaciones que tienen es debido a que un átomo radiactivo
es totalmente idéntico a su isótopo inactivo, pero se trata de un
átomo marcado que informa de su recorrido y posición.
Evaluación de competencias:
ISÓTOPOS RADIACTIVOS
Actividad competencial para evaluar las 7 competencias clave.
7.2.
Aplicaciones de los radioisótopos
7.2.1. Medicina
Cuando un radioisótopo se utiliza para diagnóstico se procura
que solo emita radiación gamma ya que las partículas alfa y beta
pueden dañar los tejidos sanos. La cámara de rayos gamma es
el principal aparato que se utiliza para detectar la radiación en el
interior del paciente ya que es capaz de detectar cantidades muy
pequeñas de radiación. Indique a los alumnos que las zonas de los
hospitales en las que el personal sanitario trabaja con materiales
radiactivos están debidamente señalizadas con el símbolo repre-
sentado en el ejercicio 32.
7.2.2. Datación de objetos artísticos, históricos
y fósiles
La prueba del carbono-14 es muy eficaz para determinar edades
en arqueología que sean inferiores a treinta mil o cuarenta mil
años y para datar restos de antiguas civilizaciones.
Enlace web:
LA DATACIÓN EN ARQUEOLOGÍA
En esta página web se describen de manera sencilla los métodos
de datación en arqueología.
72
73
3. Elátomo
3
+
www
7.2.2.
Datación de objetos artísticos, históricos y fósiles
Esta aplicación se basa en la
prueba del carbono-14,
un isótopo que se genera de
forma continua en la atmósfera. Al existir un equilibrio entre su formación y su des-
integración radiactiva, la concentración de este isótopo en la atmósfera es siempre
constante. Todos los seres vivos absorben CO
2
y, por eso, encontramos carbono-14 en
toda la materia viva.
Al morir un ser vivo, el carbono-14 empieza a desintegrarse y su concentración a dis-
minuir, como si la muerte pusiera en marcha un reloj para permitirnos saber cuándo
sucedió. Midiendo la cantidad de carbono-14 en una muestra podemos conocer la
antigüedad de los restos orgánicos.
7.2.3.
Aplicaciones en la industria y la agricultura
En la
industria,
los radioisótopos seempleanenelcontroldecalidadde laspiezasyde
las soldaduras. Gracias a ellos podemos obtener una imagen fotográfica de la estruc-
tura interna de un objeto, sin afectar a su integridad, y detectar grietas y soldaduras
imperfectas.
En la
agricultura,
se utilizan para el control de plagas y la conservación de los alimen-
tos perecederos.
7.2.4.
Fuente de energía
La energía nuclear se origina en el
procesode
fisión
deluranio-235al
serbombardeado conunneutrón.
Un
reactor nuclear
es una insta-
lación en la que se inicia, se man-
tiene y se controla la reacción de
fisióndeluranio.
Enuna
centralnuclear,
laenergía
liberadaen la fisión seempleapara
calentar agua que, convertida en
vapor, acciona unas turbinas uni-
das a un generador que produce
electricidad.
7.3.
Gestión de los residuos radiactivos
El uso de sustancias radiactivas genera residuos en forma gaseosa, líquida o sólida. En
función de su actividad y del tiempo que tardan en perderla, los residuos se clasifican
de la siguiente manera:
❚
Residuos de
baja actividad
y
corta duración
(menos de 30 años). Se guardan en
almacenes superficiales.
❚
Residuos de
baja actividad
y
larga duración
(más de 30 años). Se guardan en
almacenes subterráneos a baja profundidad.
❚
Residuos de
alta actividad
y
larga duración
(hasta millones de años). Se guardan
en almacenes geológicos profundos.
7.
LA RADIACTIVIDAD
Los núcleos de los átomos de algunos elementos no son estables, porque tienen un
númerodeneutronesmuy superioraldeprotones.Para conseguir laestabilidad,estos
núcleosemitenpartículas y radiacionesde formaespontánea.Cuandoemitenpartículas
se transforman en núcleos de átomos de otros elementos. Este fenómeno, que es
exclusivamente nuclear, recibe el nombre de
radiactividad
y fue descubierto en 1896
por
H. Becquerel,
con el uranio.
¿Qué evidencias experimentales consideras que hay de la radiactividad?
Las radiacionesemitidaspor losnúcleosdeestosátomos tienen lacapacidadde impre-
sionarplacas fotográficas, ionizargases,producir fluorescenciae, incluso,dañar los te-
jidosde los seresvivos.Estas radiacionespueden serde tres tipos:
alfa
,
beta
y
gamma.
❚
Radiación alfa,
α
.
Está formada por
partí-
culas
α
que constan de dos protones y dos
neutrones, por tanto, tienen
carga positiva.
Sonemitidas por losnúcleosa gran velocidad,
aunque se frenan rápidamente en el aire. Su
poderdepenetración
esescaso:unaspocas
hojasdepapel son suficientesparadetenerlas.
❚
Radiación beta,
β
.
Está formada por electro-
nes, es decir, tienen
carga negativa
y se des-
plazanagranvelocidad.Poseenun
granpoder
de penetración
y son capaces de atravesar lá-
minas de aluminio de hasta 5 mm de espesor.
❚
Radiación gamma,
γ
.
Es una radiación de
alta energía que
no tiene carga eléctrica
y
que se propaga a la velocidad de la luz. Los
rayos gamma son capaces de atravesar finas
capas de metal y penetrar en el cuerpo de los
animales ydel serhumano; sinembargo,pue-
den detenerlos las láminas de plomo u hormi-
gón de más de 25 mm de espesor.
7.1.
Los radioisótopos
Los
radioisótopos
son isótopos radiactivos de un elemento. Por ejemplo, el carbo-
no-14,
14
6
C, es un isótopo radiactivo del carbono. Otros son el
219
86
Rn, el
226
88
Ra y el
235
92
U.
Un isótopo radiactivo es, desde el punto de vista físico y químico, totalmente idéntico
a un isótopo inactivo. Sin embargo, el radioisótopo es un átomo marcado al cual po-
demos seguiren todos losprocesosquímicos ybiológicosgraciasa las radiacionesque
emite, de ahí sus múltiples aplicaciones.
7.2.
Aplicaciones de los radioisótopos
7.2.1.
Medicina
Los isótopos radiactivos se utilizan en medicina para el
diagnóstico
y el
tratamiento
demuchasenfermedades.Losque seempleanparael
diagnóstico
emiten radiaciones
que no dañan los tejidos vivos. Se suministran a los pacientes disueltos en una sustan-
cia que les permite llegar hasta el órgano que se va a investigar.
Para el
tratamiento
se utilizan dosis de isótopo mayores. La cantidad de radiación
debe ser controlada para que destruya únicamente las células dañadas y no los tejidos
sanos.
Así,enel
diagnóstico
del cáncerde tiroides se suministra
132
I, cuya radiaciónno causa
problemas. Sin embargo, en la
terapia
de este tipo de cáncer se utiliza
131
I, que emite
partículas que pueden destruir las células cancerosas.
❚
Los isótopos son átomos
de un mismo elemento que
tienen igual número atómico
pero distinto número másico.
MarieCurie,PierreCurie y su
hija Irene.
Busca informaciónyescri-
be labiografíadeMarieCurie.
29
Diagnósticomédicomediante
usode isótopos radiactivos.
La imagen muestra una
gammagrafía ósea. Busca
información acerca de esta
prueba diagnóstica y anota
sus aplicaciones
.
30
Ideas claras
❚
La
radiactividad
es el fenó-
meno por el cual los núcleos
de ciertos elementos son
capaces de emitir espon-
táneamente radiaciones y
partículas que les permiten
transformarse en núcleos de
elementos diferentes.
❚
Los
radioisótopos
son isóto-
pos radiactivos de un ele-
mento.
LapruebadelCarbono-14 sirvió
para confirmarqueesta tablano
pertenecióa laépocaen laque
vivióel reyArturoy,por tanto,no
es la tablade lamesa redonda.
Busca otros casos en los
que la prueba del carbono-14
haya servido para detectar
piezas arqueológicas falsas.
Describe uno de ellos.
31
Poderdepenetraciónde las
diferentes radiaciones.
Neutrón incidente
Separacióndenúcleos
Energía liberada
Núcleo
fisionable
Neutrón incidente
Reacción en cadena
Productosde
fisión (núcleos)
Núcleofisionable
Reacciónde fisión en cadena.
Partículas
α
Partículas
β
Rayos
γ
Lámina
de aluminio
Hojas depapel
Hormigón
¿Qué significado tiene este símbolo?
Muchas rocas contienen compuestos de potasio. El potasio tiene un ra-
dioisótopo,elpotasio-40.De cadadiezmilátomosdepotasio, solodoce son
depotasio-40.Suactividadesmuyalta:docemilmillonesdeaños,hastaque
termina transformándose en argón. Investiga de qué manera aprovechan
los científicos esta circunstancia para conocer la antigüedad de una roca.
32
33
