Radioactividad nuclear

Presentación del tema: "Radioactividad nuclear"— Transcripción de la presentación:

1 Radioactividad nuclear

2 ¿Qué es la radioactividad?
La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos (radiactivos) emiten radiaciones con propiedades de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia o atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria. Por esto, también se les llaman radiaciones ionizantes

3 Las radiaciones que emiten pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos x, rayos gamma o corpusculares.

4 Estado excitado permanente
La radioactividad es una propiedad de los isótopos inestables Isótopos Rayos x A través de un Estado excitado permanente Pierden energía Rayos gamma Para alcanzar su Estado Fundamental convirtiéndose en materiales más ligeros Ejemplo: Uranio Plomo

5 Radiación natural Becquerel descubrió que ciertas sales de uranio emitían radiaciones espontáneamente, al hacer ensayos con el mineral en distintos estados, descubrió que la radiación siempre tenía la misma intensidad. Por tanto, esta, era una propiedad del interior del átomo.

6 El matrimonio Curie continuo con la investigación y encontraron otras sustancias radioactivas (torio, polonio, radio). La radioactividad se genera en el núcleo de estos átomos (interacción neutrón-protón). Eran complejas porque algunas se desviaban y otras no.

7 Rutherford demostró que las radiaciones emitidas por las sales de uranio podían ionizar el aire y de producir la descarga de cuerpos cargados eléctricamente. Ejemplos de isótopos naturales: Uranio 235U y 238U Carbono 14C Potasio 40K

8 Radioactividad artificial o inducida
Se produce cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Fue Descubierta por los esposos Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie, bombardeando núcleos de boro y aluminio con partículas alfa.

9 1934 Fermi bombardea núcleos de Uranio con neutrones.
1938 (Alemania) Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann verifican los experimentos de Fermi. 1939 demuestran que del experimento se obtiene Bario (primera observación experimental de fisión).

10 Se abre la posibilidad de convertir unos elementos en otros.
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. Ejemplos de isótopos radioactivos artificiales: Plutonio 239Pu y 241Pu Cesio 134Cs, 135Cs y 137Cs Criptón 85Kr y 89Kr

11 La radiación puede ser de tres clases diferentes:
Radiación alfa: Son flujos de partículas positivas compuestas por dos neutrones y dos protones. Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes aunque muy ionizantes. Son muy energéticos.

12 Radiación beta: Son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) resultantes de la desintegración de los neutrones o protones del núcleo cuando este está en un estado estimulado.

13 Es desviada por campos magnéticos
Es desviada por campos magnéticos. Es más penetrante pero su poder de ionización es menor. Cuando un átomo expulsa una partícula beta aumenta o disminuye su número atómico una unidad (debido al protón ganado o perdido).

14 Radiación gamma: Son ondas electromagnéticas. Es el tipo más fuerte de radiación al ser ondas electromagnéticas de longitud de onda corta. Se necesitan capas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlas.

15 Causas de la radioactividad
Se produce cuando no hay un balance adecuado de protones y electrones El desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de partículas α (núcleos de Helio), partículas ß (electrones o positrones). Estas emisiones llevan a dos tipos de radiactividad mencionados:

16 Radiación α: aligera los núcleos atómicos en 4 unidades másicas, y cambia el número atómico en dos unidades. Radiación ß: no cambia la masa del núcleo, ya que implica la conversión de un protón en un neutrón o viceversa, y cambia el número atómico en una sola unidad. La radiación γ es un tipo de radiación electromagnética con una alta energía por fotón emitido.

17 El símbolo de advertencia de radioactividad fue creado el 15 de marzo de 1994, por la Agencia Internacional de la Energía Atómica fue probado en 11 países.

18 La ley de la radiosensibilidad
(ley de Bergonie y Tribandeau) Dice que los tejidos y órganos más sensibles a las radiaciones son los menos diferenciados y los que exhiben alta actividad reproductiva:

19 Tejidos altamente radiosensibles:
epitelio intestinal, órganos reproductivos (ovarios, testículos), médula ósea, gláundula tiroides. Tejidos medianamente radiosensibles: tejido conectivo.

20 Tejidos poco radiosensibles: neuronas, hueso.

21 Consecuencias para la salud
Los efectos y el riesgo para la salud no sólo dependen de la capacidad de absorción de los tejidos, sino también de la intensidad de la radiación y la duración de la exposición y de la dosis absorbida.

22 Como no todas las radiaciones tienen igual nocividad, se utiliza la medida de sieverts, ya que el becquerel mide como igual los tres tipos de radiaciones.

23 Siendo que las radiaciones alfa y beta son relativamente poco peligrosas fuera del cuerpo. Pero es muy peligrosa al inhalarse. Por otro lado, las radiaciones gamma son siempre dañinas puesto que se les neutraliza con dificultad

24 Dosis aceptable de irradiación
Las radiaciones naturales (emitidas por el medio ambiente) son parcialmente inofensivas. El promedio de tasa de dosis a nivel del mar es 0,00012 mSv/h

25 La dosis efectiva (suma de las dosis recibida desde el exterior e interior del cuerpo) empieza a producir efectos en el organismo de 100 mSv en un periodo de 1 año.

26 Los métodos de reducción de la dosis son:
1) Reducción del tiempo de exposición 2) aumento del blindaje (protección) 3) aumento de la distancia a la fuente radiante.

27 Se muestran las tasas de dosis en la actualidad utilizadas en una central nuclear para establecer los límites de permanencia en cada zona, y su señalización:

28 Zona Dosis Zona gris o azul de 0,0025 a 0,0075 mSv/h Zona verde de 0,0075 a 0,025 mSv/h Zona amarilla de 0,025 a 1 mSv/h Zona naranja de 1 a 100 mSv/h Zona roja > 100 mSv/h

29 Dosis efectiva permitida
La dosis efectiva es una dosis acumulada. La exposición a las radiaciones se considera a lo largo de un año, y dependen del órgano irradiado y del tipo de radiación de la que se trate.

30 El límite de dosis efectiva es de 1 mSv por año, aunque en circunstancias especiales puede permitirse un valor de dosis efectiva más elevado en un único año, siempre que no se sobrepasen 5 mSv en cinco años consecutivos. En el caso de intervenciones puede superar los 10 mSv en dos días.

31 La dosis efectiva permitida para un trabajador que trabaje con radiaciones ionizantes (en una central nuclear o en un centro médico) es de 100 mSv en un periodo de 5 años. Esos límites se establecen en función de ciertas hipótesis de aparición de cánceres y con éstas se establecen límites de riesgo considerado aceptable.

32 Carbono 14 Es un radioisótopo del carbono y fue descubierto en 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones.

33 El método de datación por radiocarbono es la técnica basada en isótopos más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de años. Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos

34 El carbono 14 se encuentra en el medioambiente, por lo tanto todos los seres orgánicos tienen una cantidad establecida de carbono 14 por gramo de masa.

35 La masa en isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad. Al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico, se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material (con un margen de error de entre 1 y 10 años)