Radioactividad
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La radioactividad o radiactividad es un fenómeno físico natural o artificial, por el cual algunas sustancias o elementos químicos llamadas radiactivos, son capaces de emitir radiaciones, las cuales tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Las radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas son principalmente partículas alfa, partículas beta y rayos gamma. La radioactividad es una forma de energía nuclear que consiste en que algunos elementos como el uranio, el radio y el torio son "inestables", y pierden constantemente partículas alfa, beta y gamma (rayos X). El uranio, por ejemplo, tiene 92 protones, pero con los siglos los va perdiendo en forma de radiaciones, hasta terminar haciéndose plomo, con 82 protones estables, sin irradiaciones.
Es aprovechada para la obtención de energía y usada también en medicina (radioterapia).
La radiactividad 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.
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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. 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.
Radiactividad artificial
Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente. Fue descubierta por los esposos Joliot-Curie (Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie), bombardeando núcleos de boro y aluminio con partículas alfa . Observaron que las sustancias bombardeadas emitían radiaciones después de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partículas a de bombardeo. El estudio de la radiactividad permitió un mayor conocimiento de la estructura del núcleo atómico y de las partículas subatómicas. Se abre la posibilidad de convertir unos elementos en otros. Incluso el sueño de los alquimistas de transformar otros elementos en oro se hace realidad, aunque no resulte rentable.
Clases de radiación
Se comprobó que la radiación puede ser de tres clases diferentes:
- Radiación alfa: Son flujos de partículas cargadas positivamente compuestas por dos neutrones y dos protones (núcleos de Helio). Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes aunque muy ionizantes.
- Radiación beta: Son flujos de electrones resultantes de la desintegración de los neutrones del núcleo. Es desviado por campos eléctricos y magnéticos. Es más penetrante aunque su poder de ionización no es tan elevado como el de las partículas alfa.
- Radiación gamma: Son ondas electromagnéticas. Es el tipo más penetrante de radiación. Al no tener carga, los campos eléctricos y magnéticos no la afectan. Es muy peligrosa.
Las leyes de desintegración radiactiva, descritas por Soddy y Fajans, son:
- hola un átomo radiactivo emite una partícula alfa, la masa del átomo resultante disminuye en 4 unidades y el número atómico en 2.
- Cuando un átomo radiactivo emite una partícula beta, la masa del átomo resultante no varía y su número atómico aumenta en una unidad.
- Cuando un núcleo excitado emite una radiación gamma no varía ni su masa ni su número atómico, solo pierde una cantidad de energía hv (donde "h" es la constante de Planck y "nu" es la frecuencia de la radiación emitida").
Las dos primeras leyes nos indican que cuando un átomo emite una radiación alfa o beta se transforma en otro átomo de un elemento diferente. Este nuevo elemento puede ser radiactivo, transformándose en otro, y así sucesivamente, dando lugar a las llamadas series radiactivas.
Contador Geiger
Cuando una partícula radiactiva se introduce en un contador Geiger, produce un breve impulso de corriente eléctrica. La radiactividad de una muestra se calcula por el número de estos impulsos.
Vida media radiactiva
El tiempo que tarda la mitad de los núcleos de una sustancia radiactiva en desintegrarse se llama vida media de dicha sustancia. A lo largo de cada semiperíodo, la radiactividad desciende primero a la mitad, luego a una cuarta parte, etc. La vida media de cada radioisótopo es diferente.
Ejemplos:
| Isótopo | Vida media | Desintegración |
|---|---|---|
| Uranio-238 | 4.500 millones de años | Alfa |
| Carbono-14 | 5.570 años | Beta |
| Cobalto-60 | 5,3 años | Gamma |
| Radón-222 | 4 días | Beta |
| Unnilquadio-105 | 32 segundos | Gamma |
