ionizante

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1
FUENTES DE RADIACIÓN IONIZANTE
La mayor parte de la radiación recibida por la población del mundo proviene de fuentes naturales, siendo inevitable la exposición a la mayoría de ellas. Durante las ultimas décadas, el
hombre ha producido artificialmente radionucleidos y ha aprendido a utilizar la energía nuclear con diferentes propósitos, tales como la aplicación con fines médicos, la generación
de energía eléctrica, la prospección de minerales, etc. Estas fuentes, denominadas artificiales, aumentan la dosis de radiación recibida por los individuos y por la sociedad en su conjunto.
Antes de analizar las diferentes variedades de fuentes naturales y artificiales existentes,
veamos algunas nociones básicas sobre radiactividad.
FENÓMENO DE LA RADIACTIVIDAD
En la naturaleza hay ciertos elementos inestables en el sentido que pueden emitir espontáneamente partículas o radiación modificando la naturaleza o el estado de los núcleos de sus
átomos. Este proceso de emisión se llama desintegración radiactiva y el fenómeno radiactividad.
La desintegración radiactiva responde a las leyes estadísticas y sus propiedades son independientes de cualquier influencia del entorno, tales como, presión, temperatura, campos
eléctricos o magnéticos y reacciones químicas. Para precisar más, es una propiedad característica de cada nucleido en particular. Se suele denominar nucleido, al núcleo estudiado,
sin hacer referencia al átomo del que forma parte.
Considerando una muestra formada por átomos de un elemento radiactivo, en instantes de
tiempo estadísticamente al azar se producirán desintegraciones radiactivas.
Esto ocurrirá con una probabilidad, que es propia del nucleido considerado. Se define entonces una constante de desintegración, que es la probabilidad de que un núcleo se desintegre en
la unidad de tiempo. Se la denota con la letra l y su unidad es la inversa de tiempo, por
ejemplo: segundo-1, minuto-1, año-1.
TIPOS DE RADIACIONES
Los trabajos de P. Becquerel, M. Curie y E. Rutherford entre 1896 y 1907, demostraron no
sólo la existencia de la transformación espontánea llamada desintegración, sino también
que había radiaciones que tenían distinto poder de penetración.
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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A las radiaciones menos penetrantes, que son absorbidas por una hoja de papel o una delgada lámina metálica, se las denominó rayos a y a otras, más penetrantes, rayos b. Se
comprobó que estos rayos, que podían ser desviados por un campo magnético, son de naturaleza corpuscular. Más tarde se reconoció que las partículas a son núcleos de helio y las
partículas b, electrones.
Otro tipo de radiación, a la que se denominó rayos g, que no se desvía en presencia de un
campo magnético, fue identificada con la emisión de radiación electromagnética o fotones.
También se detectaron partículas con propiedades idénticas a las b pero cuya desviación
en un campo magnético indicaba que tenían carga positiva. A éstas se las llamó b+, y a las
anteriores, para diferenciarlas, b-. En la Tabla 1 se muestran algunas propiedades generales
de los tipos de radiación emitida por núcleos radiactivos y en la Figura 1 un esquema representativo de la penetración de la radiación.
Interesa la penetración de la radiación en la materia fundamentalmente por dos motivos,
primero, porque cuando la radiación es frenada se produce una conversión de la energía de
la radiación en energía térmica y, segundo, porque la radiación es dañina para los sistemas
biológicos y es necesario conocer cómo protegerlos de las fuentes de radiación.
Tabla 1. Naturaleza y penetración de la radiación
Radiación
Naturaleza
Carga
Penetración en aire
Penetración en sólidos
a
núcleo de helio (2 protones y 2 neutrones)
+2e
~ centímetros
~ micrómetros
b
electrón
-1e
~ metros
~ milímetros
g
Radiación electromagnética
0
~ 100 metros
~ centímetros/metros
Figura 1. Penetración de la radiación
Fuente a
Papel
Fuente b
Detector
Fuente g
Fuente a
Fuente b
5 mm de Aluminio
Detector
1 cm de Plomo
Detector
Fuente g
Fuente a
Fuente b
Fuente g
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Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
LEY DE DECAIMIENTO
En una muestra de materiales radiactivos compuesta por N0 núcleos en un instante t0, se
producirán desintegraciones radiactivas de modo que en un instante t posterior ya no se
tendrá N0 núcleos de la sustancia original, sino un número menor dado por la siguiente expresión conocida
N ( t) = N 0 e -lt
como ley general de la desintegración radiactiva:
Esta expresión permite calcular el número de núcleos
de una sustancia activa presentes al tiempo t, conociendo cuántos había en el instante t0.
La constante l es una propiedad de cada nucleido que lo identifica inequívocamente, independiente de cualquier factor exterior. En consecuencia, si se conoce una sustancia es posible identificar su l y si se mide el l de una sustancia incógnita, se puede revelar su
naturaleza.
Es cómodo definir otra magnitud asociada a la velocidad con que una sustancia radiactiva
se desintegra, llamada indistintamente semiperíodo de desintegración, período de semidesintegración, o simplemente período.
El período T es el tiempo que debe transcurrir para que
el número de núcleos de una sustancia radiactiva en
una muestra se reduzca a la mitad de su valor inicial, es
decir:
Si se reemplaza en la ley general de la desintegración,
se hallará la relación entre T y l:
N(T) =
T=
N0
2
In2 0,693
=
l
l
El período se mide en unidades tiempo. Su valor puede variar desde el orden de los 10-10 segundos hasta 1015 años. En la Tabla 2 se presentan algunos valores indicativos.
Tabla 2. Valores indicativos del período de semidesintegración
Nucleido Radiactivo
Período T
Constante de Desintegración l
U
4,5 . 109 años
4,9 . 10-18 s-1
Ra
1620 años
1,3 . 10-11 s-1
I
8,05 días
10 . 10-7 s-1
33
76
As
26,5 horas
7,3 . 10-6 s-1
218
84
Po
3,05 minutos
3,78 . 10-3 s-1
218
85
At
3,05 minutos
0,4 seg-1
214
84
Po
1,64 . 10-4 segundos
4,23 . 10-3 s-1
238
92
86
26
131
53
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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ACTIVIDAD
En una muestra dada de material radiactivo se desintegran dN núcleos en el tiempo dt. Enæ dN ö
tonces el cociente ç - ÷ es el número de núcleos que se desintegran en la unidad de
è dt ø
tiempo. Esta magnitud, que puede entenderse como
dN
A =una velocidad de desintegración, se llama actividad, y
dt
se la denota con la letra A:
A partir de la expresión anterior es posible expresar la
actividad como función del tiempo:
A( t) = A O e -lt
Se observa que la actividad sigue también una ley exponencial. La actividad se puede presentar medida en unidades inversas de tiempo, por ejemplo, como “desintegraciones/segundo”.
La Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU), en su Publicación
Nº 33, recomienda el uso del Becquerel (Bq) como unidad de actividad. Se define el Becquerel como una de1 Bq = 1 s -1
sintegración por segundo:
Dado que 1 Bq es una cantidad muy pequeña de actividad es muy frecuente el uso de los
múltiplos del mismo, por ejemplo, MBq, GBq, TBq, etc.
Durante mucho tiempo se utilizó otra unidad de actividad llamada Curio o Curie. El Curie,
cuya abreviación es Ci, es una unidad de actividad definida como la cantidad de cualquier nucleido radiactivo
1Ci = 3,7.10 10 Bq
10
que produce 3,7.10 desintegraciones por segundo.
Se puede escribir entonces:
Si se desconoce el período T de una sustancia, para la que se pudo graficar A(t) en cierto intervalo de tiempo mayor que dicho período, se puede hacer una determinación gráfica del
mismo en forma muy sencilla como se aprecia en la Figura 2.
ACTIVIDAD ESPECÍFICA
La actividad específica de una muestra de sustancia
radiactiva es la actividad de dicha muestra por unidad
de masa y se expresa en Bq/g.
Ae =
A
m
TABLA DE NUCLEIDOS
Todos los isótopos existentes, estables e inestables, pueden mostrarse en una tabla como
la indicada en la Figura 3.
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Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
Figura 2. Determinación gráfica del período
104
2000 des/min
1000 des/min=A
3
10
T
500 des/min=A 2
ACTIVIDAD (des/min)
T
10
2
10
1
0
10
20
60
50
40
30
70
MINUTOS
Figura 3. Tabla de nucleidos: vista parcial
4
He 3
0,000135
s 0,332
He 4
99,999862
s 0,00006
s n,p 5327
s abs< 0,05
1
s 0,028
s n,a 940
p
He
4,00260
H
1,0079
Li 6
7,5
Li 5
Li
6,941
s 70,7
2
e
g 478
s n,p 480000
2p
s 0,0092
3
Be 7
53,29 d
Be 6
Be
9,01218
H1
99,985
s 0,332
H2
0,015
s 0,00053
n1
10,6 m
He 5
n
H3
12,323 a
Be 8
Bo 9
100
Be 10
1,8 - 105 a
Be 11
13,8 s
Be 12
24,4 ms
Be 14
-
b 11,5 ...
g 2125; 6791 ....
ba 0,77 ...
-
2a
s 0,0092
Li 8
842 ms
Li 7
92,5
-
s 0,037
b 1,25
b2a ~ 1,6
He 6
808,1 ms
He 7
n
b- 3,5
4
b 0,6
no g
Li 9
178,3 ms
b- 13,6
bn 0,7
ba
Li 10
He 8
122 ms
6
Li 11
8,7 ms
b- ~ 18; 20, 4 ...
g 3368; 320; ....
2590 ...; bn;
b2n; b3n; ba
n
b-~ 10 ...
g 981
bn
b- 11,7 ...
10
He 9
n
8
b- 0,02
2
-
b 0,8
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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En este tipo de clasificación, originalmente propuesta por E. Segre, se representan los nucleidos conocidos (emisores artificiales, naturales o núcleos estables) en un sistema de
ejes en el cual Z, número atómico, corresponde a las ordenadas y N = A - Z, número de
neutrones, a las abscisas.
Los isótopos son nucleidos con el mismo número de protones y se encuentran ubicados horizontalmente uno al lado del otro.
Los isótonos son nucleidos con el mismo número de neutrones y se encuentran ubicados
verticalmente uno encima del otro.
Los isóbaros son nucleidos con el mismo número de nucleones, A = N + Z, y se encuentran
ubicados sobre una diagonal de pendiente negativa.
En la Figura 4 se muestran esquemáticamente los aspectos mencionados.
Figura 4. Esquema de la tabla de nucleidos
ISÓBAROS
49
48
74
47
ISÓTOPOS
45
Z
72
44
43
60
62
N
64
66
68
70
ISÓTONOS
Cada nucleido ocupa un cuadrado cuyo color identifica sus propiedades. Para cada nucleido
se indica el símbolo, el número másico y la abundancia del mismo, si fuese estable. También figuran, el período de semidesintegración, el tipo o tipos de decaimiento radiactivo y la
energía de la radiación emitida. Los elementos estables ocupan una estrecha franja indicada habitualmente con un grisado característico.
En las Figuras 5 y 6 se pueden observar algunos detalles más específicos de la tabla de nucleidos.
página 6
Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
Figura 5. Tipos de desintegración: colores y símbolos
Nucleidos estables
Radionucleidos primordiales, esto es, los producidos durante
la formación de la materia terrestre y presentes en ella hasta
el presente.
b+ : Desintegración b +
: Captura electrónica
b : Desintegración ba : Desintegración a
Sf : Fisión espontánea
p : Desintegración p
e-
e+
b
Los datos de la columna izquierda se refieren al estado
metaestable y los de la derecha al estado fundamental.
lg: indica fotones g emitidos en la transición al estado
fundamental.
b-
a
sf
p
lg
Indica que la asignación de datos de desintegración al
estado metaestable o al estado fundamental es dudosa.
Los isómeros de períodos cortos que se desintegran
exclusivamente por fisión espontánea, se indican mediante
un rectángulo vertical verde.
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
sf
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Figura 6. Clasificación de los símbolos y datos
ELEMENTOS
Cd
112,41
Símbolo del elemento
12
Peso atómico estándar basado en C=12
Sección eficaz de absorción para neutrones térmicos (b)
s 2450
NUCLEIDOS ESTABLES
Te 126
18,95
s 0,135 + 0,90
Se 77
7,6
17,5s
I g 162
s 42
Símbolo del elemento y número de nucleones
Abundancia isotópica en el elemento natural expresada en por ciento atómico
Secciones eficaces de los procesos (n,g) para la formación del
127m
Te y del 127g Te con neutrones térmicos (b)
Símbolos del elemento y números de nucleones
Lado izquierdo: período de semidesintegración del estado metaestable energía
del fotón g emitido durante la transición isométrica en keV
Lado derecho: abundancia isotópica en el elemento natural en por ciento atómico;
sección eficaz (n,g) para neutrones térmicos (b)
NUCLEIDOS INESTABLES
Tm 170
128,6 d
b- 1,0...
e
g 84...
e_, s 92
Sr 85
67,7m 64,9d
I g 232 ...
e;b+...
g 151...
Am 240
50,8 h
e
sf a
g
g
página 8
5,378...
988; 889...
Símbolo del elemento y número de nucleones
Período de semidesintegración
Formas de desintegración; energía máxima de la radiación b en MeV, energía del fotón g en keV
Electrones de conversión y sección eficaz (b) del proceso (n,g) para neutrones térmicos
Símbolo del elemento y número de nucleones
Períodos
Ambos estados se desintegran por captura electrónica, pero el estado metaestable
también pasa parcialmente al estado fundamental
5%<I g <95%
Símbolo del elemento y número de nucleones
Lado izquierdo: isómero que se desintegra espontáneamente por fisión
Lado derecho: datos sobre la desintegración del estado fundamental.
“g” indica que el hijo
240g
Pu se forma en por lo menos 95% y el 240m Pu hasta 5%.
Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
FUENTES NATURALES
La humanidad ha evolucionado en un ambiente naturalmente radiactivo. La Tierra es bombardeada por rayos cósmicos del espacio y toda la materia contiene algunos rastros de sustancias radiactivas.
Las personas están expuestas a la radiación externa, suma de la radiación cósmica y de la
radiación emitida por los radionucleidos naturales existentes en la corteza terrrestre, y a la
irradiación interna, debida a aquellos radionucleidos naturales incorporados a los alimentos,
a las bebidas y presentes en el aire inhalado.
La dosis media anual debida a todas estas fuentes combinadas es alrededor de 2,4 mSv1,
con grandes variaciones alrededor de ese valor.
RADIACIÓN CÓSMICA
La radiación cósmica que llega a las capas superiores de la atmósfera de la Tierra proviene
de más allá del sistema solar e incluso de más allá de nuestra galaxia; solo una fracción pequeña proviene del sol.
Consiste, principalmente en: protones, partículas alfa, núcleos pesados, electrones y radiación gamma, con un amplio rango de distribución energética.
La radiación cósmica primaria es alterada sustancialmente en su pasaje a través de la atmósfera, donde la mayor parte de la misma es absorbida antes de que llegue a nivel del
mar. Consecuentemente, la altura sobre nivel del mar es el factor principal que influye en
las dosis recibidas en las personas por radiación cósmica.
La dosis media que reciben las personas, a nivel del mar, por radiación cósmica, es aproximadamente 0,4 mSv1 en un año.
RADIACIÓN TERRESTRE
El hombre está expuesto a irradiación externa proveniente de radionucleidos naturales contenidos en suelos y rocas, principalmente potasio 40, rubidio 87 y dos series de elementos
radiactivos provenientes de la desintegración del uranio 238 y del torio 232. Los niveles de
radiación terrestre dependen de la geología local, del contenido de humedad y de otras condiciones atmosféricas.
La dosis media que las personas reciben por radiación terrestre es aproximadamente 0,5 mSv1
en un año, pero, hay grandes variaciones alrededor de este promedio; muchas personas reciben diez veces más, y algunas personas que, viviendo en zonas con ciertos tipos de arenas, reciben hasta cien veces el valor promedio.
1
Vease definición de dosis equivalente en el capítulo 2.
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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Debido a las fuentes radiactivas naturales que se encuentran en el aire que respiramos, en
el agua que bebemos y en los alimentos que ingerimos, el hombre es irradiado internamente. Esta dosis interna proviene, casi totalmente, del potasio 40 y del radón 222 y 220 y de
sus productos de decaimiento.
El potasio es un componente esencial de todas las células. Un hombre adulto tiene en su
cuerpo alrededor de 100 gramos de potasio, de los que aproximadamente 16 miligramos
corresponden al potasio 40. La dosis promedio recibida por esta fuente de radiación es
aproximadamente 0,2 mSv al año, y varía poco de persona a persona.
El radón 222 y sus productos de decaimiento, así como en menor magnitud el radón 220 y
sus productos de decaimiento, son las fuentes más importantes de exposición a la radiación para la mayoría de las personas. Provienen del decaimiento del uranio y del torio en la
corteza terrestre. Estos gases son emanados de la tierra, a una tasa que depende de diferentes factores tales como: la geología y la condición del suelo, la cobertura vegetal, etc. Al
aire libre, se dispersan rápidamente y sus concentraciones, y las dosis resultantes cuando
se inhalan, son bajas. Sin embargo, cuando ellos penetran en un edificio, por ejemplo filtrándose a través del suelo, por antiguas cañerías de agua y desagüe, o son emitidos por los radionucleidos naturales contenidos en los materiales de construcción de pisos y paredes, las
concentraciones suben, a menos que el edificio esté muy bien ventilado. Los radones son
químicamente inertes y sólo ligeramente radiactivos, dando dosis directas muy pequeñas.
Sin embargo, sus productos de decaimiento radiactivos (principalmente el polonio, bismuto
e isótopos del plomo) son radiactivos, y se pegan a las partículas de polvo y gotas de agua.
Éstas pueden inhalarse y depositarse en la superficie del pulmón el cual, por consiguiente,
es irradiado. Un espectro muy amplio de dosis derivan de esta fuente, dependiendo de la
geología local, los materiales y métodos de construcción, y de la ventilación de los edificios.
La dosis promedio recibida debido a esta fuente de radiación es 1,3 mSv2 en un año, pero
las exposiciones pueden llegar hasta cien veces el valor promedio, y en algunos casos raros
y extremos, como por ejemplo, algunas casas construidas en terrenos de escombreras de
antiguas minas de uranio, la dosis recibida puede ser más de mil veces el valor promedio.
FUENTES ARTIFICIALES
Los usos de la radiación y de los materiales radiactivos se han extendido enormemente, en
particular desde el descubrimiento y desarrollo de la fisión nuclear y la disponibilidad de una
extensa variedad de radionucleidos artificiales. Muchas personas se han beneficiado de
una u otra manera, con las aplicaciones de las fuentes artificiales de radiación, como por
ejemplo, con los usos médicos, la producción de energía eléctrica, la industria manufacturera, el control en la agricultura. Pero todas estas aplicaciones producen exposiciones a la
radiación.
2
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Véase definición de dosis equivalente en el capítulo 2.
Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
APLICACIONES DE LAS RADIACIONES
CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS
Irradiando papas y cebollas con radiación gamma, que generalmente proviene de una fuente de cobalto 60, se inhibe la formación de brotes durante su almacenamiento. El brote se
produce a expensas de los nutrientes en los tubérculos y los bulbos, causando una progresiva disminución de peso y calidad hasta hacerlas ineptas para el consumo.
La irradiación de bulbos y tubérculos comestibles con radiación gamma evita el brote
papa normal
papa irradiada
El tratamiento con dosis de 80 a 130 Gy de radiación gamma llega a inhibir total y definitivamente el brote, ya que las células germinales pierden su capacidad de reproducción debido
a que la radiación perturba el metabolismo de los ácidos nucleicos.
INVESTIGACIÓN AGRÍCOLA
Mediante la técnica de autorradiografiado es posible estudiar la forma en que se distribuyen
los fertilizantes en las plantas. Se emplean fertilizantes que poseen en su composición un
radionucleido como, por ejemplo, fosfatos conteniendo fósforo 32 (emisor de radiación
beta).
CONTROL DE PLAGAS
Si se irradian semillas antes de ser sembradas se pueden inducir mutaciones, algunas de
las cuales son de interés agrícola por poseer un gran rendimiento y alta resistencia a los insectos nocivos.
Existe una técnica para la eliminación de insectos nocivos que se denomina método de la
suelta de machos estériles. Primero se crían en el laboratorio grandes cantidades de moscas y se los expone a una dosis no letal de radiación que es suficiente para volver estériles a
los machos. Luego se sueltan en el campo, donde su apareamiento con los insectos silvestres resulta improductivo. Cuando se extingue la generación procreadora, sólo quedan los
descendientes de las copulaciones entre insectos silvestres.
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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Si se repite la suelta en masa de machos estériles, llegará un momento en que los insectos
silvestres serán tan escasos que no podrán encontrar parejas fecundas. De esta forma, se
puede eliminar de una zona la plaga en cuestión. El éxito de este procedimiento se debe a
que las hembras son copuladas una sola vez.
Esta técnica se empleó para combatir a las larvas que viven en las llagas y heridas de los
animales de sangre caliente (como el ganado vacuno). También se combaten en esta forma
a la mosca de la fruta del Mediterráneo y a la polilla de la manzana.
La irradiación de granos, como el trigo y el arroz, con radiación gamma, permite eliminar
insectos de los mismos. La dosis de radiación empleada está comprendida entre 100 y
1000 Gy.
Irradiando alimentos se logra el control de insectos, como los gorgojos, y de parásitos en
carnes y verduras. Con dosis muy elevadas se consigue la eliminación de bacterias, descartándose de esta forma el peligro de intoxicación debido a la contaminación bacteriana.
MEDICINA
Empleando radiación gamma se esterilizan gasas, jeringas y material quirúrgico. Las dosis
empleadas son elevadísimas y están comprendidas entre 25 000 y 32 000 Gy. En general,
cuanto más primitivo es el organismo a eliminar con el empleo de radiación, mayor es la dosis que se necesita.
DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDADES
La glándula tiroides absorbe el yodo que se ingiere con los alimentos. Para el estudio de
esta glándula se administra al paciente uno de los isótopos radiactivos del yodo. La radiación que emite, una vez fijado en la glándula tiroides, es detectada por un equipo que reproduce la imagen de la misma. Esta técnica se denomina centellografía y la imagen obtenida,
centellograma. Empleando otros radionucleidos es posible detectar lesiones y tumores en
distintos órganos.
Centellograma
(relación pulmón/corazón)
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Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
Centellograma de todo el cuerpo
TRATAMIENTO
También se emplea radiación para destruir células cancerosas, ya sea insertando agujas de
un material radiactivo en la zona afectada o bien irradiando con radiación x ó gamma proveniente de aceleradores de partículas o fuentes de cobalto 60.
Equipo de
radioterapia
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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INDUSTRIA
La capacidad que posee la radiación gamma de atravesar metales se aprovecha para obtener radiografías de los mismos, que reciben el nombre de gammagrafías. De esta forma se
pueden detectar imperfecciones en piezas metálicas, principalmente en las soldaduras.
Los equipos de gammagrafía tienen ciertas ventajas sobre los equipos de rayos x convencionales, ya que son portátiles y no necesitan una fuente exterior de energía.
El espesor de productos que se fabrican en películas o láminas en forma continua puede ser
medido empleando radiación. El equipo consiste en una fuente emisora que se coloca por
encima del material cuyo espesor se quiere controlar. Un detector situado debajo indica la
intensidad de la radiación que atraviesa el material, que decrece si aumenta el espesor.
Se puede controlar el nivel del líquido contenido en un tanque o un equipo empleando radiación gamma, de forma tal que cuando llega a la altura a que está colocada la fuente se produce una fuerte disminución de la intensidad de la radiación en el otro extremo del
recipiente.
Muchas reacciones químicas se producen en presencia de radiación. Un ejemplo es la reacción por la cual se endurece la resina poliéster con la que se impregnan maderas blandas, a
las que se les confieren mejores características como ser resistencia al agua y a la abrasión. En la polimerización del polietileno se obtiene un producto de mayor resistencia mecánica a altas temperaturas cuando se realiza en presencia de radiación.
En la industria textil y en las que se fabrican películas plásticas, se emplean radionucleidos
que emiten radiación alfa, como el polonio 210, para neutralizar la electricidad estática que
adquieren por rozamiento. De esta forma se evitan riesgos de incendios originados por chispas producidas entre el material cargado eléctricamente y las partes metálicas de la maquinaria.
Se pueden realizar estudios de la lubricación y desgaste de las partes móviles de maquinarias empleando un isótopo radiactivo de un metal, como el hierro 59. Al desgastarse la pieza
con el uso pasa parte del material radiactivo al lubricante, donde es detectado. Por esta técnica se puede estudiar el desgaste de un pistón en un motor.
ARQUEOLOGÍA Y PALEONTOLOGÍA
Todos los seres vivos, ya sean animales o plantas, contienen carbono. Un porcentaje muy
pequeño de ese carbono es radiactivo (carbono 14).
El carbono 14 se genera continuamente en la alta atmósfera por reacción de los núcleos de
nitrógeno 14 con neutrones provenientes de los rayos cósmicos.
página 14
Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
El carbono 14 se transforma luego en dióxido de carbono radiactivo y en esta forma es asimilado por los vegetales que contienen clorofila mediante la fotosíntesis. Al alimentarse los
animales herbívoros incorporan carbono 14 proveniente de las plantas.
Cuando el animal o la planta mueren, dejan de incorporar CO2; el contenido de carbono 14
disminuye con el tiempo, ya que al emitir una radiación beta negativa se convierte en nitrógeno 14, que es estable.
Algo similar ocurre con la argamasa ya que cuando termina de fraguar deja de incorporar
CO2.
Cada 5730 años, el contenido de carbono 14 se reduce a la mitad del valor inicial ya que ese
es su período de semidesintegración. Por lo tanto, midiendo la actividad del carbono 14 presente en los restos de animales, plantas u objetos confeccionados por el hombre hace miles de años, es posible conocer su contenido, que, comparado con el total de carbono,
permite determinar su antigüedad.
Por este método es posible determinar edades de hasta 50 000 años. Otros métodos basados en relaciones isotópicas permiten estimar edades de hasta centenares de millones de
años.
HIDROLOGÍA
El movimiento de las corrientes de aguas subterráneas se puede rastrear agregando a las
mismas un radionucleido. Esto permite descubrir depósitos subterráneos de agua que pueden utilizarse en el riego.
Otra aplicación la constituye el estudio del movimiento de los sedimentos en los lechos de
los ríos y en las costas marinas. Determinaciones de este tipo se han hecho en el Río de la
Plata y en el puerto de Mar del Plata, en relación con los trabajos de dragado.
INVESTIGACIÓN BIOLÓGICA
Como se mencionó al tratar las aplicaciones en alimentos, los radionucleidos permiten estudiar la velocidad de absorción y distribución de sustancias nutrientes en las plantas.
Una de las aplicaciones más importantes en esta ciencia permitió estudiar en 1948 el mecanismo de la fotosíntesis, empleando dióxido de carbono conteniendo carbono 14.
También se estudian con radionucleidos los ciclos vitales, migración y hábitos alimentarios
de insectos, peces y otros animales.
Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
La producción de energía eléctrica a partir de combustible nuclear en una central nuclear es
una importante aplicación de las radiaciones ionizantes. Existen en la Argentina dos centrales nucleares en funcionamiento denominadas central nuclear Atucha I (CNA I), en la localidad de Lima, provincia de Buenos Aires y la central nuclear Embalse (CNE), sita en Embalse,
provincia de Córdoba. Una tercera central, vecina a la CNA I, se halla actualmente en etapa
de construcción.
La generación de electricidad en centrales nucleares es una de las etapas del ciclo de combustible nuclear. Este ciclo comprende la minería y procesado del uranio, la fabricación de
elementos combustibles para reactores, la operación misma de las centrales eléctricas, y
el transporte, tratamiento y la gestion de los productos de residuos radiactivos.
DOSIS MEDIA ANUAL
En la Figura 7 pueden observarse las diferentes contribuciones a la dosis efectiva media
anual debida a fuentes naturales y artificiales de radiación.
Figura 7. Dosis efectiva media anual (mSv)
2,4
Fuentes naturales
0,01
Precipitación radiactiva
0,4
Aplicaciones médicas
0,001
Generación nucleoeléctrica
BIBLIOGRAFÍA
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Capítulo 1 - Fuentes de radiación ionizante
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Fuentes de radiación ionizante - Capítulo 1
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