ESPECTROSCOPÍA RAMAN - Biblioteca de la UNS
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RADIOISOTOPÍA El descubrimiento de la radiactividad en 1986 por Henry Becquerel, y el posterior estudio emprendido por él mismo y por el matrimonio Curie, puso de manifiesto que los elementos de mayor masa emiten continuamente un tipo de radiación. El estudio de los componentes de esta radiación, de las leyes de la desintegración, de la constitución del núcleo atómico y de las reacciones nucleares, constituyen el cuerpo de conocimientos de la Física Nuclear. Permite entender el funcionamiento del Sol El estudio de las reacciones nucleares y su comprensión permitieron entender cómo funciona el Sol, de que manera quema su combustible e incluso a predecir su duración. ¿Qué es la radiactividad? Es la propiedad que tienen ciertas sustancias de emitir radiaciones. Becquerel, estudiando la fluorescencia, descubrió que algunas sustancias emiten espontáneamente, sin estimulación previa, y de manera continua, radiación. Como se acababan de descubrir los rayos X, pensó que lo que emitían las sustancias radiactivas era una radiación semejante. Hoy sabemos que esa radiación incluye rayos gamma y dos tipos de partículas que salen a gran velocidad: α y β. Las radiaciones gamma son ondas electromagnéticas (más energéticas que los rayos X). En realidad, incluso la radiación luminosa, contienen fotones que se comportan como partículas. El átomo Toda la materia está compuesta por átomos. La estructura típica de un átomo es la que se muestra en la figura siguiente. El núcleo es el centro del átomo y representa casi la totalidad de la masa del átomo. El -10 -14 diámetro del átomo es del orden de 10 m y el núcleo de 10 m. Los electrones están fuera del núcleo en órbitas definidas, a veces llamadas "capas" orbitales Tipos de radiación La radiación puede tomar diferentes formas: radiación alfa, beta y gamma. Partículas alfa Las partículas alfa son núcleos de Helio (átomos de He sin su capa de electrones). Constan de 2 protones y 2 neutrones confinados en un volumen equivalente al de una esfera de 10-5 m de radio. Características: Son partículas muy pesadas, casi 8000 veces más que los electrones y 4 veces más que un protón. Tienen carga positiva (+2) debido a la ausencia de los electrones y son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Alcanzan una velocidad igual a la veinteava parte de la de la luz (c/20) = 15000 km/s. Poseen una gran energía cinética ya que tienen mucha masa y una gran velocidad. Observa Las láminas de los materiales detienen las partículas alfa Debido a su gran energía, al atravesar el aire ionizan muchas partículas antes de atenuarse después de recorrer 5 cm. Debido a su tamaño, al impactar con la materia sólida recorren poca distancia. Una lámina de aluminio de 0,1 mm de grosor las frena totalmente e impide su paso, pero ionizan fuertemente la materia en la que inciden. Cuando se forman las partículas alfa, el núcleo pasa del estado inicial a otro excitado de menor energía. Para salir de este estado y quedar estable emite . Cambio de estado energético: emisión alfa Partículas beta Las partículas beta son electrones moviéndose a gran velocidad (próxima a la de la luz 0.98Cc = 270000 km/s). Inicialmente la radiación beta no fue reconocidas como lo que era: un haz de electrones. La partícula beta fue identificada como un electrón cuando, aplicando la teoría de la relatividad, se calculó la masa de un electrón en movimiento que coincidía con la de la partícula beta. Tiene una masa m mayor que la mo de un electrón en reposo. m m0 V2 1 2 C m0 1 0.982 5 m0 mo es igual a la masa del protón dividida por 1830 (casi 2000 veces menor). Tienen carga negativa ( -1) y son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Tienen energía cinética menor que las partículas alfa porque aunque tienen una gran velocidad tienen muy poca masa. La energía que transporta la partícula beta procede del paso de un estado inestable de un isótopo radiactivo a otro también excitado. La caída desde este estado a otro inferior estable no va acompañada de una emisión . A pesar de tener menor energía que las alfa, como su masa y su tamaño son menores tienen mayor poder de penetración. Una lámina de aluminio de 5 mm las frena. Se usan isótopos radiactivos del yodo en el tratamiento del cáncer de tiroides porque el yodo es absorbido por el tiroides y emite partículas beta que matan las células cancerosas. Utilizando esta escena comprueba que lámina mínima debe utilizarse para detenerlas. Radiación gamma Las "partículas" gamma son una radiación electromagnética (una onda) que acompaña a una emisión de partículas alfa o beta. Una radiación también puede considerarse como una partícula de acuerdo con la teoría de De Broglie que afirma que toda onda lleva una partícula asociada (las ondas luminosos llevan asociados los fotones). Características No tienen masa en reposo y se mueven a la velocidad de la luz. No tienen carga eléctrica y no son desviadas por campos eléctricos ni magnéticos. Poder de penetración Al no tener masa tienen poco poder ionizante, pero son muy penetrantes. Los rayos gamma del Ra atraviesan hasta 15 cm de acero. Son ondas como las de la luz pero más energéticas aún que los rayos X. Un compuesto radiactivo que se absorba en una glándula y emita radiación gamma permite estudiar esa glándula obteniendo una placa, como la fotográfica, con las radiaciones emitidas. La técnica se llama gammagrafía. Actividad: Lanza esta escena para averiguar qué tipo de material y qué espesor debe tener para detener estas radiaciones. Fig. Alcance de los distintos tipos de radiación Propiedades de los tipos de radiación Partículas alfa: compuesta por dos protones y dos neutrones. Es una partícula relativamente grande y pesada. Pierde su energía a medida que se mueve -y por lo tanto se detiene- por dos motivos: a) al ser una partícula cargada eléctricamente (positiva) pierde energía al interactuar con otras partículas cargadas; b) pierde energía colisionando con otras partículas. Puede atravesar sólo pequeñas distancias en el aire y no puede atravesar la piel humana o una hoja de papel. El problema para la salud es que una substancia que emite partículas alfa puede ser ingerida o inhalada, las partículas emitidas pueden generar un gran daño en una región focalizada de los tejidos. Partículas beta: Estas poseen menos masa y se mueven más rápidamente. Tienen un poder de penetración mayor a las alfa, aunque pueden ser detenidas por una lámina de aluminio. Es una partícula eléctricamente cargada (negativa), un electrón libre. El poder de penetración depende de su energía. Puede atravesar la piel. Rayos gamma, rayos X y neutrones: no tienen carga eléctrica por lo tanto pierden más lentamente su energía. Pueden viajar grandes distancias en el aire y tienen un gran poder de penetración (atraviesan el cuerpo humano). Medida de la radiactividad Inicialmente los primeros investigadores que estudiaron la radiactividad midieron solamente la actividad de la muestra. Las unidades definidas fueron el Curie y Rutherford. Unidades de actividad La actividad de una muestra o porción de materia se expresa en desintegraciones por segundo. Se definen el Curie y el Rutherford como: 1 Curie es la actividad que corresponde a 1 gramo de radio y produce 3,7x1010 desintegraciones / segundo. 1 Rutherford corresponde a un millón de desintegraciones / segundo. Pero es importante conocer no sólo el número de partículas emitidas sino también la energía total que tienen y la energía cedida en un recorrido a través de la materia. Una unidad de este tipo se puede aplicar a la medida de todas las radiaciones: radiación cósmica, partículas procedentes del espacio, ultravioleta, rayos X, rayos gamma, radiación natural de la Tierra, etc. Debes saber que las dos terceras partes de la dosis de radiación ionizante recibida por un hombre europeo corresponde a la radiactividad de origen natural (del espacio y del Sol) y una cuarta parte a las irradiaciones por servicios médicos (rayos X). Unidades de exposición Roentgen El Roentgen se definió midiendo la ionización del aire atravesado por una radiación. Una radiación es de 1 Roentgen cuando el aire expuesto a ella se ioniza con un carga eléctrica total de 2,58 x10 – 4 coulombios por kg de aire (medido en condiciones normales). Como la medida de los valores de exposición sólo puede hacerse en gases y se deseaba tener una manera de medir los efectos biológicos y físicos de la radiación sobre la materia viva, se definió la dosis absorbida. Dosis absorbida rad y gray Para matizar lo importante que era medir además de la energía absorbida el número de ionizaciones que produce a su paso la radiación, se introdujo otra unidad, el rad Las partículas más pesadas, a igual energía portadora que una ligera, ionizan mucho más. Se definen el rad y el gray como: 1 rad (radiation absorbed dose) equivalen a 10 –5 J absorbidos por cada gramo de materia expuesta. En el S.I la dosis de radiación absorbida es el gray = J/kg. Su equivalencia es 1 gray = 100 rad. Para matizar la "calidad" de la radiación absorbida, la unidad definida a partir de la energía se multiplica por una constante “q”. Los valores de “q” son: q =1 para las gamma y beta; q =3 para neutrones térmicos; q =10 para las alfa y neutrones pesados; q =20 para iones pesados; etc. Por lo tanto la radiación absorbida (dosis absorbida) multiplicada por el factor q dará una dosis equivalente en cualquier tipo de radiación. ENERGÍA NUCLEAR: PROCESO DE FISIÓN En la fisión, el núcleo estable, al ser bombardeado por partículas, se rompe en dos núcleos desiguales más ligeros. En el proceso se libera energía (proceso exotérmico) y se produce la emisión de varias partículas. Fisión nuclear Los neutrones son buenos proyectiles ya que al no tener carga son menos rechazados por parte del núcleo. Los neutrones emitidos en la fisión son neutrones rápidos y con energías altas del orden de 1 Mev. Pueden pasar a ser neutrones lentos o térmicos, con energías del orden de 1 ev, si pierden parte de su energía por choques con partículas de un moderador. La energía de un neutrón lento es suficiente para fisionar el U-235 en dos partes desiguales. Los núcleos masivos al romperse producen dos nuevos elementos. Estos núcleos suelen tener números másicos entre los valores 50 y 82. El proceso se puede escribir en dos etapas: Captura del neutrón Proceso de fisión El uranio, por ejemplo, tiene dos isótopos comunes: uranio-235 (92 protones y 143 neutrones) y uranio-238 (92 protones y 146 neutrones). Los isótopos son químicamente similares pero difieren en su masa debido al diferente número de neutrones. Un átomo de carbono-14 es más pesado que un átomo de carbono-12. Fisión de Uranio 235 ENERGÍA NUCLEAR: PROCESO DE FUSIÓN La fusión es el proceso por el que dos núcleos de átomos ligeros (H, He, etc) se unen para formar un nuevo elemento más pesado. Para lograrlo hay que suministrar a los átomos la energía suficiente para que, superando la repulsión electrostática, se acerquen tanto sus núcleos que queden bajo la atracción de la fuerza nuclear fuerte residual aglutinados. Para que se inicie la fusión se requiere una energía inicial de activación pero, una vez iniciada, la reacción es exotérmica y la energía liberada la automantiene. La fusión se produce en el Sol, pero para que los átomos de H de un globo aerostático se unan para formar He deben acercarse lo suficiente para que surjan las fuerzas de enlace entre sus núcleos (para ello necesitan una energía de activación). Reacción de fusión Lograr la fusión de forma controlada tiene grandes dificultades técnicas. Se requiere muchísima energía de activación (hay que poner los átomos de combustible a 100 millones de ºC) por eso esta reacción se denomina termonuclear. A esta temperatura la materia se encuentra en estado de plasma (átomos en un mar de electrones desligados) y no se puede confinar en ningún recipiente porque ninguno soporta esta temperatura. La bomba de H es un ejemplo de reacción termonuclear no controlada. Para iniciar la reacción se hace explotar una bomba atómica convencional de uranio que aporta la energía inicial necesaria. Los estudios para dominar y controlar los procesos de fusión van en dos direcciones Ventajas de la fusión frente a la fisión La fusión no produce residuos radiactivos como la fisión: es una energía limpia La fusión no produce átomos radiactivos en los gases circundantes: no contamina por escape de los refrigerantes a la atmósfera. El combustible nuclear es muy abundante (Hidrógeno,deuterio, tritio). Tiene mayor rendimiento energético por nucleón que la de fisión. La fusión es un proceso limpio, de energía barata y duradera que tecnológicamente se resiste a ser dominado por el hombre Las energías nucleares (fisión y fusión) tienen frente a la térmica la ventaja de evitar el envío de CO2 a la atmósfera que contribuye al efecto invernadero y a la lluvia ácida. Conceptos previos Masa atómica. Cada isótopo de un elemento tiene una masa atómica que corresponde a la masa de los protones y neutrones que lo forman disminuida en una cantidad relacionada con la energía de enlace de dicho núcleo por la ecuación de Einstein: Δ E = Δ m·c2. La masa atómica de un elemento viene condicionada por el porcentaje en que se encuentran en la naturaleza los isótopos que lo forman. Ej: El uranio natural (masa atómica 238,07) tiene diferentes isótopos y cada uno en diferente proporción 235U (0,71%), 238 U (99,28%),234 U (0,006%). La unidad de masa atómica es la u.m.a = 1,6605x10-27 kg (es la 1/12 de un átomo de carbono 12C. ¡Una cantidad muy, muy pequeña! La desaparición de una u.m.a transformada en energía produce 931 Mev (mega electrón voltio). 1 e.V= 1,69x10-19 julios tal como predice la Ecuación de Einstein. Número de Avogadro y Masa atómica Un mol de cualquier isótopo es igual a 6,023x1023 átomos idénticos. Este número tan grande es el llamado Número de Avogadro. La masa de este conjunto de átomos se llama Masa atómica. Nª de moles = masa sustancia / Masa atómica. 1 mol de átomos de un isótopos =>6,023x1023 átomos. Teoría de la Radioisotopía Lugar de origen de la radiación Las radiaciones salen del núcleo de los átomos radiactivos y se originan por: • Transformaciones de neutrones en protones, en la emisión beta. • Inestabilidad en los núcleos de mayor masa (Z >82), en la emisión alfa. Gamow y otros científicos explicaron, por Mecánica Cuántica, cómo a pesar de tener de media una energía insuficiente, un grupo de protones y neutrones pueden escapar de la fuerza nuclear fuerte agrupados en una partícula alfa. Relación de términos referidos a las características de los núcleos Número atómico (Z). Es el número de protones. Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones (el Uranio tiene Z=92). Número másico (A). Es la suma del número de protones y neutrones. A los protones y neutrones se les llamó nucleones por su posición dentro del núcleo. Núclidos Son los núcleos de un mismo elemento que son todos iguales entre si, tienen el mismo A y el mismo Z. Isótopos Son los átomos de de un mismo elemento que no son totalmente iguales entre si, tienen el mismo Z, pero distinto A, distinto número de neutrones. Una emisión alfa seguida de dos beta produce un isótopo del átomo inicial con A cuatro veces menor. Isóbaros Son los átomos de distintos elementos que tienen el mismo A, pero distinto Z. Elementos, isótopos, nucleidos y radionucleidos Todos los átomos de un mismo elemento químico tiene la misma cantidad de protones. Esto es conocido como el "numero atómico" del elemento y se lo denomina con la letra Z. Así el hidrógeno que posee un solo protón en su núcleo tiene un número atómico igual a 1 (Z=1). Algunos elementos y sus números atómicos: Hidrogeno H: Z=1 Carbono C: Z=6 Hierro Fe: Z=26 Plomo Pb: Z=82 Uranio U: Z=92 Pero existen átomos del mismo elemento que pueden tener diferentes cantidades de neutrones en el núcleo y éstos se denominan "isótopos" del elemento. Los mismos se identifican por un número llamado "número másico" (A) que es la suma de protones y neutrones en el núcleo. El uranio, por ejemplo, tiene dos isótopos comunes: uranio-235 (92 protones y 143 neutrones) y uranio-238 (92 protones y 146 neutrones). Los isótopos son químicamente similares pero difieren en su masa debido al diferente número de neutrones. Un átomo de carbono-14 es más pesado que un átomo de carbono-12. El número atómico (Z) define a que elemento químico pertenece un átomo y el número másico (A) define a que isótopo del elemento. Aplicaciones Aplicaciones basadas en la acción de la materia sobre la radiación Para este grupo de aplicaciones se suelen utilizar fuentes radiactivas, casi siempre encapsuladas, de pequeña o mediana actividad. En este grupo se incluyen aplicaciones tales como: Gammagrafía La gammagrafía o radiografía industrial es una técnica que se basa en la absorción diferencial que se produce cuando la radiación gamma atraviesa objetos con defectos y como se impresiona ésta en una placa fotográfica. Es ampliamente utilizada en la inspección de soldaduras. Medidas de espesores y densidades La técnica de medida de espesores y densidades mediante la utilización de fuentes radiactivas se basa en que la intensidad o densidad del flujo de radiación que se transmite o refleja, cuando la radiación atraviesa un material, depende de la densidad del aire y espesor de dicho material. Medidas de niveles La medida y control de nivel mediante el empleo de fuentes de radiación se basa también en la absorción o retrodispersión de las radiaciones en la materia. Los procedimientos utilizados son muy variados y vienen caracterizados por las posiciones en que se coloca la fuente radiactiva y el detector. De todos los procedimientos, el más relevante quizás se Medidas de humedad La determinación de la humedad mediante la utilización de fuentes radiactivas se basa en la moderación de neutrones rápidos al chocar con los átomos de hidrógeno del agua. Este método es de extendida aplicación en análisis de suelos y en construcción de carreteras. Las fuentes de neutrones más utilizadas son: 226Ra/Be y 241Am/Be. Aplicaciones basadas en la acción de la radiación sobre la materia Dentro de este campo de aplicaciones puede establecerse una subdivisión: Aplicaciones basadas en la acción bactericida de la radiación. Utilizan elevadas actividades de emisores gamma. Como ejemplo de aplicación tenemos la esterilización de materiales. Aplicaciones basadas en la acción ionizante de la radiación. Utilizan actividades muy bajas de emisores alfa y beta. Las aplicaciones son: eliminación de electricidad estática, producción de materiales luminiscentes, detectores de humo, etc. Esterilización de materiales La aplicación de las radiaciones en la esterilización industrial de diversos productos, o en la conservación de alimentos, es relativamente reciente. La eficacia del método y su competitividad, desde el punto de vista económico, en relación con los métodos tradicionales, ha dado origen a un gran desarrollo de las plantas industriales de irradiación, basadas en el empleo de fuentes encapsuladas generalmente 60Co ó 137Cs– de muy alta actividad (10 a 600 Kci). Eliminación de electricidad estática La eliminación de la electricidad estática mediante la utilización de radisótopos se basa en los fenómenos de ionización que provocan las radiaciones en el medio que atraviesan. Producción de materiales luminiscentes Se basan en la propiedad de las partículas alfa y electrones de producir fenómenos de luminiscencia en algunos materiales. Los productos luminiscentes así obtenidos son de utilidad para señalización de aviones, barcos, ferrocarril, etc. Se utilizan emisores de partículas alfa o beta: 3H, 85Kr, 90Sr y 147Pb, etc. Detectores de humo El método de detección consiste en colocar en el interior de una cámara de fuente radiactiva, un emisor alfa o beta, que dé lugar a una corriente de ionización constante. La presencia de humo en la cámara provoca una disminución de la corriente de ionización, que se puede detectar con un aparato de medida adecuado Aplicaciones de los radisótopos en la agricultura Los isótopos y las radiaciones desempeñan un papel importante en la agricultura moderna. Ya en 1964 la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación junto con la OIEA, establecieron una Comisión Mixta para el Empleo de Isótopos y Radiaciones en el Desarrollo de la Agricultura y la Alimentación. La aplicación de los radisótopos o de las radiaciones en la agricultura tiene por objeto: Obtener cultivos alimentarios de elevado rendimiento y ricos en proteínas. Producir variedades vegetales resistentes a las enfermedades y a la intemperie. Utilizar con eficacia los recursos hídricos. Determinar la eficacia en la absorción de los abonos por las plantas y optimizar la fijación del nitrógeno. Combatir o erradicar las plagas de insectos. Evitar las mermas durante el almacenamiento de las cosechas. Mejorar la productividad y sanidad de los animales domésticos. Prolongar el periodo de conservación de los alimentos. Fertilidad del suelo, irrigación y productos agrícolas El empleo eficaz de los abonos es de gran importancia, ya que éstos no solo son costosos, sino que el uso inadecuado o excesivo de los mismos puede perjudicar al medio ambiente. Es pues esencial que llegue a penetrar en las plantas la máxima cantidad posible de abono aplicado, a la vez que la proporción de abono que se pierde en la aplicación, sea la mínima posible. Marcando los abonos con isótopos tales como el 32P ó 15N, se puede determinar la cantidad de abono que absorbe la planta y la que se pierde en el medio ambiente. Mutación inducida Durante los últimos 50 ó 60 años, se han realizado en todo el mundo millares de experimentos sobre la mutación de genes vegetales, con el fin de conferirles propiedades especialmente ventajosas para la agricultura. Existen dos métodos principales para inducir artificialmente dichas mutaciones: el empleo de agentes químicos y las técnicas de irradiación. En realidad estos dos métodos son más bien complementarios, puesto que actúan de forma totalmente diferente el uno del otro. Ahora bien, en ciertos genes vegetales, especialmente en los de algunas plantas, como las frutales, las mutaciones se producen con mayor facilidad mediante la irradiación. Entre las propiedades importantes que pueden lograrse se cuentan las siguientes: Aumento de la resistencia al encamado: Se reduce la altura de la planta y se consigue un tallo más firme aumentando la fertilidad del suelo. Maduración más temprana o más tardía: La maduración de cultivos importantes, tales como el trigo, el arroz o la cebada, puede adelantarse en cinco diez días, con la ventaja de dejar así sitio a otros cultivos que tienen de esta forma más posibilidades de escapar a los peligros de las sequías, las heladas o las plagas. Mejoras de las características de las semillas: Mejora del valor nutritivo (contenido en proteínas o en grasas). Aumento de la resistencia a las enfermedades: Este aspecto es muy importante, ya que muchas cosechas quedan destruidas por las enfermedades. Mejora de las características agronómicas: Estas pueden consistir en una mayor capacidad para soportar los rigores del invierno, mayor tolerancia al calor y mejor adaptabilidad a condiciones de suelo adversas. Mejora del rendimiento: Hasta ahora, se ha podido aumentar el rendimiento de alrededor un centenar de variedades de cultivo en proporciones entre el 3 y 10%. En alguno de los casos, el aumento puede ser de hasta el 45%. Lucha contra los insectos Si bien algunos insectos son importantes para mantener el equilibrio ecológico natural, otros destruyen valiosos cultivos alimentarios. Se ha estimado que, a escala mundial, las pérdidas de las cosechas ocasionadas por los insectos pueden ascender a más del 10% de la cosecha total. La técnica de los insectos estériles (TIE) puede ser útil, en situaciones en las que éstos han adquirido resistencia a los insecticidas químicos. La técnica consiste en exponer insectos machos criados en laboratorio, en una fase apropiada de su desarrollo, a dosis de radiación ionizante suficientes para esterilizarlos. Los machos se aparean con las hembras, pero sin producir descendencia. Tras repetidas liberaciones de machos esterilizados, se reduce notablemente la plaga de insectos en un área determinada. Para aplicar con éxito la TIE deben realizarse, como primera medida, estudios ecológicos muy detallados. Deberá evaluarse el número aproximado de insectos, sus movimientos, hábitos, gama y distribución. Los estudios pueden durar meses, ya que es necesario marcar los insectos (normalmente mediante radisótopos) y atraparlos nuevamente. Zootecnia Existen muchos animales de los que obtenemos carne, leche e incluso energía. Los radisótopos pueden desempeñar un papel importante en la estimación de las cantidades óptimas de alimentos y de agua que deben recibir estos animales. Asimismo, con el empleo de técnicas de radiación ionizante, se han podido combatir algunas enfermedades corrientes. También se vienen utilizando modernas técnicas de radioinmunoanálisis para controlar las hormonas que determinan el régimen reproductivo del animal. Conservación de alimentos La irradiación de alimentos es un medio físico de tratamiento comparable al efectuado por calor o congelación. El proceso consiste en exponer los alimentos -ya sea envasados o a granel- a rayos gamma, rayos X o electrones durante un tiempo determinado. Las fuentes de rayos gamma más corrientes y aprobadas que se utilizan para el tratamiento de alimentos son el Cobalto-60 y el Cesio-137. Es importante señalar que la exposición de los alimentos a estas fuentes de radiación no induce radiactividad en los mismos, ni siquiera cuando se aplican dosis de radiación cien o mil veces más elevadas que la dosis necesaria para el tratamiento de los alimentos. Para la irradiación de alimentos se emplean tres niveles de dosis de radiación: 1) Dosis baja (hasta 1 K Gy), usada para inhibición de la germinación, desinfectación de insectos y retraso de la maduración. 2) Dosis media (de 1 a 10 K Gy), usada para la prolongación del periodo de conservación, reducción de la carga microbiana y mejoras en las propiedades tecnológicas del alimento. 3) Dosis alta (de 10 a 50 K Gy), usada en la esterilización con propósitos comerciales y eliminación de virus. Las condiciones previas que justifican la amplia utilización de los alimentos irradiados son: a) Prueba de que el producto irradiado es apropiado para el consumo humano. b) Viabilidad tecnológica. c) Competitividad del proceso desde el punto de vista económico. Aplicaciones de los radisótopos en investigación Los radisótopos constituyen la herramienta por excelencia en todas las ocasiones en que sea necesario colocar una etiqueta a una molécula cuyo destino final se tenga interés en conocer, sea en procesos físicos, químicos o biológicos. Por tanto, no es sorprendente el uso de los radisótopos en investigación. En general la investigación emplea los radisótopos ensayando en laboratorio, a pequeña escala, el comportamiento de un proceso o actividad que posteriormente podrá aplicarse a gran escala. La fabricación de los elementos combustibles: primera parte del ciclo del combustible nuclear a) Combustibles nucleares En una central nuclear se utiliza un combustible nuclear en el que se producen reacciones nucleares de fisión con una elevada producción de energía, la cual se transforma posteriormente en energía eléctrica. b) Ciclo del combustible nuclear El ciclo del combustible nuclear comprende todas las etapas por las que debe pasar cualquier combustible de éste tipo para ser usado en reactores nucleares, incluyendo aquellas que permiten manejar el combustible gastado y los residuos generados, eliminando o reduciendo al máximo cualquier interacción con el medio ambiente. c) Minerales de uranio. Prospección y minería Los minerales de uranio son numerosos, pues se conocen alrededor de 150 variedades. Pueden encontrarse en forma primaria (pechblenda y uraninita); en forma oxidada (carnonita, autinita, torbenita, gumita); o en forma refractaria (euxenita, davidita, betafita, etc.). d) Yacimientos y recursos mundiales de uranio Los yacimientos de uranio se encuentran repartidos en zonas muy localizadas del globo terrestre. De todos ellos, los que tienen un gran volumen de reservas son los del continente africano, concretamente los de Sudáfrica, Namibia, Gabón y Níger. En Europa, con un volumen de reserva ciertamente menor, destacan los yacimientos de Francia, que son los dos de mayores reservas del continente, al que siguen los de España. En el continente americano destacan los de Canadá y Estados Unidos, junto con Brasil y Argentina; y en la zona del pacífico, destaca Australia como el país más importante con recursos de uranio.
