Transformaciones atómicas: Formación de nuevos elementos

Es la desintegración espontánea de núcleos de átomos inestables con proyección de rayos radiactivos, partículas o cargas eléctricas dotadas de gran velocidad y acompañada de emisión de radiación electromagnética penetrante.

La radioactividad o radiactividad es un fenómeno 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, usada en medicina (radioterapia)y consiste en que algunos átomos como el uranio, radio y torio son “inestables”, y pierden constantemente partículas alfa, beta y gamma (rayos X)

Se conocen tres tipos principales de rayos: alfa, beta y gamma; cuyas características son:

Poder de penetración de las partículas:

Las partículas alfa no son capaces de atravesar un hoja de papel o la piel humana y se frenan a pocos centímetros de aire. Sin embargo si es inhalado, ingerido o entra en el organismo a través de la sangre (por ejemplo una herida) puede ser muy nocivo.

Las partículas beta son electrones que atraviesan la piel. Si entra en el organismo puede producir graves daños.

Los rayos gamma son los más penetrantes, inclusive más que los rayos X, atraviesan facilmente la piel y otras sustancias orgánicas , por lo que puede causar graves daños a órganos internos.

Tipos de radiactividad

La radiactividad se produce en forma natural o artificial:

• Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
• Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.

      Radiactividad natural

Se denomina radiactividad natural a la radiactividad que existe en la naturaleza sin intervención humana y no es nociva a él. Su descubridor fue Henri Becquerel, en 1896 y estudiados por los esposos Curie, mediante el cual núcleos de átomos de elementos inestables, emiten espontáneamente partículas subatómicas nucleares y liberan grandes cantidades de energía, estas partículas son: protones, neutrones, positrones, etc. 

Los núcleos correspondientes a átomos con número atómico superior a 83 son inestables y pueden fragmentarse de manera espontánea en otros núcleos más ligeros. Este tipo de proceso, conocido como reacción nuclear, se acompaña de la emisión de energía y de partículas subatómicas.

La radiación natural puede provenir de dos fuentes:

1. Materiales radiactivos existentes en la Tierra desde su formación, los llamados primigenios.
2. Materiales radiactivos generados por interacción de rayos cósmicos con materiales de la Tierra que originalmente no eran radiactivos, los llamados cosmogénicos.

      Radiactividad Artificial

En 1934 se descubrió que la radiactividad no sólo podía observarse en ciertos átomos de núcleos inestables, sino que también se podía inducir por medios artificiales mediante transmutaciones de unos átomos en otros.

La radiactividad artificial, también llamada radiactividad inducida, se produce cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado, penetran el núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente. Fué descubierto por los esposos Curie.

Ejemplos de radiación artificial: La fisión nuclear y la fusión nuclear. Estas dos reacciones nucleares artificiales fueron hechos por Rutherford

         La fisión nuclear es una reacción en la cual al hacer incidir neutrones sobre un núcleo pesado, éste se divide en dos núcleos, liberando una gran cantidad de energía y emitiendo dos o tres neutrones.

Fue descubierta por O. Hahn y F. Strassmann en 1938, al detectar elementos de pequeña masa en una muestra de uranio puro irradiada con neutrones.

       La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. La energía producida por el Sol tiene este origen.

¿A qué radiaciones ionizantes está expuesto el ser  humano?

Las personas están expuestas continuamente a radiaciones ionizantes, y lo han estado desde los albores de la humanidad. De estas radiaciones, unas proceden de la propia naturaleza, sin que el hombre haya intervenido en su producción; otras están originadas por acciones ocasionadas por el hombre.

Las primeras constituyen el fondo radiactivo natural. Podemos distinguir tres causas de este fondo radiactivo:

• Las radiaciones ionizantes procedentes del espacio exterior (radiación cósmica). Están originadas por los procesos nucleares que tienen lugar en el exterior de la Tierra. Puesto que la atmósfera absorbe parcialmente las radiaciones, el fondo natural debido a esta causa varía con la altitud de tal modo que es menor al nivel del mar que en lo alto de una montaña.
• Las radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas presentes en la corteza terrestre. Esta componente del fondo radiactivo varía notablemente entre unos y otros puntos de la Tierra, ya que no es uniforme la distribución de los elementos químicos. Por ejemplo, el fondo radiactivo terrestre de las sierras de Guadarrama y de Gredos, cuyas rocas graníticas poseen una radiactividad relativamente alta, es mucho mayor que el correspondiente a las zonas de naturaleza calcárea.
• La radiación de los isótopos radiactivos contenidos en el propio organismo humano, principalmente isótopos del carbono y del potasio. A ella hay que unir la radiación producida por el radón que inhalamos al respirar, el cual procede de la desintegración del radio y el torio.

http://www.rinconeducativo.org/radiacio/3_radiacin_ionizante_natural_y_artificial.html

Aplicaciones de los radioisótopos:

• El la agricultura para producir mutaciones genéticas obtener variedades nuevas, así también para hacer que las semillas y frutos sean más resistentes a las enfermedades aumentando la productividad de las cosechas y preservación de los alimentos.
• En trazadores isotópicos para rastrear a través del organismo animal y vegetal.
• Para el control de plagas evitando el uso de insecticidas y plaguicidas que contaminan el ambiente.
• En el diagnóstico médico.
• En radioterapia para eliminar células cancerosas.
• En el fechado o datación de restos fósiles.
• Para generar energía eléctrica en centrales nucleares.