Radiactividad

Aplicaciones de la energía nuclear Aplicaciones Pacíficas Obtención de electricidad Medicina Aplicaciones Bélicas Armas nucleares Agricultura

Aplicaciones Pacíficas Obtención de la electricidad Los procesos nucleares como por ejemplo, la fisión nuclear, tienen aplicaciones pacíficas como la producción de electricidad, para ello, debieron desarrollarse grandes sistemas que permitieran generar reacciones en cadena controladas que produjeran calor, estas construcciones son conocidas como reactores nucleares.

Reactores nucleares Es un sistema construido para controlar la energía que se produce en una reacción en cadena y que impide el aumento indefinido de fisiones. El reactor nuclear consiste, básicamente, en una vasija en cuyo interior se deposita el combustible nuclear que puede ser uranio – 235 o Plutonio – 239

Los componentes de un reactor nuclear son: Material Moderador Barras de control Sistema de Blindaje Sistema de enfriamiento

Material moderador: Generalmente es agua, que sirve para desacelerar los neutrones producidos en el proceso de fisión. Barras de control: Están elaboradas con Cadmio o Boro, absorben los neutrones. Sin estas barras de control el calor generado derretiría el interior del reactor, liberando material radiactivo al ambiente. Sistema de Enfriamiento: Absorbe el calor producido por la fisión nuclear y lo transfiere fuera del reactor, transportándolo a un sistema donde se produce suficiente vapor de agua para hacer funcionar un generador eléctrico

Sistema de Blindaje: Evita la fuga de radiaciones al exterior del reactor. Se sugiere que sea de Hormigón armado, concreto o plomo ; en el primer caso de varios metros de espesor y en el segundo de por lo menos 22 cm.

Reactor de Investigación Existen dos grandes tipos de reactores: Reactores nucleares Reactor de Potencia Reactor de Investigación

Reactores de Potencia: Funcionan básicamente como una caldera, donde la fuente de calor es la reacción de los átomos del U – 235. Son utilizados para la generación de la electricidad y para impulsar grandes buques y submarinos militares. Reactores de Investigación: Utilizan los neutrones generados en el proceso de fisión para producir radioisótopos de interés y para irradiar materiales con fines de investigación científica y tecnológica.

Centrales nucleares +´+ Una central nuclear es una instalación formada por un reactor conectado a un sistema de generación de electricidad unidos a las torres de refrigeración de agua, la cual vuelve a ser utilizada. Debido a este requerimiento, las centrales se construyen en las cercanías de lagos o ríos. La energía producida en una central nuclear es muchísimo mayor que la de una central termoeléctrica, con 1 g de U se genera la misma cantidad de energía que con 2500Kg de carbón. +´+

Central Nuclear

Aplicaciones en la medicina El comportamiento químico de los isótopos radiactivos es idéntico al de los isótopos estables del mismo elemento , pero emiten radiaciones , por lo que se pueden usar de “trazadores” (localizadores ) o para el tratamiento por los efectos que las radiaciones producen en las células.

Como trazadores, los radioisótopos se introducen en el organismo vivo o en cualquier otro sistema con el objeto de seguir su trayectoria, a través de la detección de las radiaciones que emiten. Así, es posible conocer que procesos y como intervienen dichos átomos en el sistema de estudio. Los isótopos radiactivos o radiofármacos de vida media discreta se han convertido en herramientas muy útiles para el diagnóstico. Por medio de ellos, los médicos estudian los órganos y tejidos sin alterarlos, detectando tempranamente enfermedades y tratándolas oportunamente.

Aplicaciones en la agricultura Los radioisótopos son utilizados en el estudio de la efectividad de los nutrientes de distintos cultivos. Para tal efecto se hace uso de fertilizantes marcados con radioisótopos los que se ponen en las plantaciones en tiempos y lugares diferentes, pudiendo determinar la cantidad de nutriente que capta cada planta y en que época del año se debe aplicar para obtener una mayor productividad.

Además, a partir de mutaciones genéticas inducidas por los radioisótopos ,es posible lograr cultivos más resistentes a las plagas. Con el suministro de altas emisiones de radiación ionizante en insectos machos que constituyen una plaga ,se ha logrado controlar su población ya que estos machos irradiados no dejan descendencia. En Chile se aplica con éxito esta técnica para el control de la mosca de la fruta, lo que ha permitido la expansión de las exportaciones agrícolas chilenas.

Medición de la radiactividad El primer científico en detectar la radiactividad fue Henri Becquerel mediante el uso de placas fotográficas. Cuanto mayor es el grado de exposición , más impresa queda la placa fotográfica. En la actualidad, existen diferentes sistemas para medir la radiactividad: el contador Geiger, el contador de centelleo y el dosímetro de placa.

Detección de la Radiactividad Dispositivos Contador Geiger Contador de centelleo Dosímetro de placa

Contador Geiger: Cuenta con un cilindro que contiene Argón Contador Geiger: Cuenta con un cilindro que contiene Argón. Cuando en el cilindro penetran rayos α, β o γ,el Argón es ionizado formando iones Ar+. Los electrones liberados en la ionización son capturados por un ánodo (+), manifestándose como una pequeña señal eléctrica, la que es amplificada y contabilizada Contador de centelleo: Se utiliza para detectar emisiones radiactivas que son muy débiles para ionizar átomos, pero son suficiente para excitar átomos de fósforo (material fosforescente).Cuando los átomos regresan al estado fundamental emiten destellos de luz, que son amplificados electrónicamente

Dosímetro de Placa: Es utilizado por las personas que trabajan en lugares donde hay emisión de rayos x o materiales radiactivas. La placa es una identificación de solapa que posee una película que se nubla , según el grado de radiación ambiental. c. Geiger C de centelleo Dosímetro de Placa

Para medir la energía nuclear se utilizan varias unidades Para medir la energía nuclear se utilizan varias unidades. La unidad de dosis absorbidas es el Gray (Gy) que corresponde a la absorción de 1 Joule de energía por Kg de tejido. El rad ( radiation absorbed dose)se usa en medicina y su equivalencia es 1 Gy = 100 r Otra forma de expresar el daño biológico son los rem y el sievert (Sv) donde 1 Sv = 100 rem. La exposición total recomendable de fuentes artificiales de radiación se limitan a 0,005 Sv por año.

Efectos de la radiación en los seres vivos Todos los seres vivos estamos sometidos a fuentes radiactivas naturales y artificiales. Las primeros proviene de el suelo, las rocas o la radiación cósmica y las segundos producidas por el hombre como los procesos de fisión nuclear.

50% de probabilidad de muerte en el plazo de 30 días. Dosis (Sv) Efecto biológico 0 – 0,25 No hay efecto inmediato 0,25 – 0,50 Disminución temporal de la cuenta de glóbulos blancos 0,50 – 1,0 Disminución importante de la cuenta de glóbulos blancos 1,0 – 2,0 Náuseas, caída de cabello. 2,0 – 5,0 Hemorragias internas. Posible muerte mayor a 5,0 50% de probabilidad de muerte en el plazo de 30 días.