Iniciar sesión Empieza a estudiar
La app de estudio todo en uno
4.8 • +11 mil reviews
Más de 3 millones de descargas
Free
|
|

All-in-one learning app

  • Flashcards
  • NotesNotes
  • ExplanationsExplanations
  • Study Planner
  • Textbook solutions
Start studying

Radiactividad

Radiactividad

Cuando oímos la palabra radiactividad, tendemos a pensar en incidentes catastróficos como la lluvia radiactiva de Chernóbil. Sin embargo, la misma radiactividad a la que en ocasiones tememos, se utiliza con éxito en medicina, el mundo académico, la industria y la generación de electricidad.

¿Qué es la radiactividad?

La radiactividad es el estado en el que un átomo inestable emite radiación (partículas alfa, beta o gamma) para alcanzar la estabilidad.

Un átomo es estable si las fuerzas que afectan al núcleo están balanceadas. Tú y la mayoría de lo que ves a tu alrededor está formado por átomos estables. Si no fuera así, tus átomos de carbono se desintegrarían en átomos de otro elemento y no existirías. Pero si la mayoría de las cosas están formadas por átomos estables ¿por qué estudiamos a la radiactividad? Para contestar esta pregunta es necesario estudiar por qué se produce la radiactividad.

¿Por qué se produce la radiactividad?

Dentro del núcleo del átomo, algunos protones tienen carga positiva, mientras que los neutrones no tienen carga (son neutros). Los protones deberían repelerse electrostáticamente, pero existe una fuerza nuclear fuerte que mantiene los nucleones (protones y neutrones) en sus posiciones. El papel de los neutrones está en contribuir a esta fuerza, mientras bloquean la repulsión electrostática de los protones. La fuerza fuerte tiene un alcance muy corto y depende de la proporción de protones y neutrones dentro del núcleo.

Un desequilibrio de protones y neutrones, por tanto, afecta a esta fuerza nuclear. Para ser más precisos, si el número de neutrones traspasa ciertos umbrales, el elemento se vuelve inestable porque los átomos tienden a expulsar el exceso de energía para recuperar la estabilidad. A este elemento inestable también se le conoce como elemento radiactivo.

Isótopos radiactivos

El carbono-12 es un elemento estable con seis protones y seis neutrones. Sin embargo, el carbono-14, con ocho neutrones y seis protones, es un isótopo inestable o radiactivo. Los isótopos se forman cuando el número de protones de un átomo es el mismo que el de otro átomo, pero el número de neutrones varía.

Dado que es el número de protones lo que determina el elemento, se suelen llamar isótopos de un elemento al conjunto de isótopos. Con nuestra noción de inestabilidad como desequilibrio de neutrones y protones, podemos definir los isótopos inestables así:

Los isótopos radiactivos son los isótopos de un elemento cuyo número de neutrones genera inestabilidad energética

Al igual que el cuerpo se deshace de la materia de desecho, los isótopos emiten partículas con energía para restablecer el equilibrio en su interior. Sin embargo, durante esta emisión de energía los isótopos formarán, generalmente, un nuevo núcleo.

Ejemplos de isótopos radiactivos

Los isótopos radiactivos juegan un papel muy importante en diversas situaciones de nuestra vida. Sus aplicaciones están presentes en la medicina, la geología, la biología y en muchas otras áreas de la ciencia. ¡Veamos algunos ejemplos!

  • Tritio (3H) es un isótopo radiactivo que se usa para estudiar los océanos.
  • Berilio-10 sus aplicaciones nos permiten estudiar la formación del suelo.
  • Flúor-18 se utiliza para la detección de cáncer en cámaras PET.
  • Cobalto-60 nos ayuda a esterilizar equipos y alimentos.

Esta propiedad de transformación de núcleos para alcanzar la estabilidad es lo que constituye nuestra definición de radiactividad. El proceso en el que un núcleo atómico inestable libera energía para volverse estable se conoce como desintegración radiactiva. Los materiales que tienen núcleos inestables son, por tanto, radiactivos.

Tipos de radiactividad

Los isótopos inestables emiten tres tipos de partículas o energía, lo que significa que un núcleo inestable de un elemento radiactivo libera tres tipos de radiactividad.

Radiación alfa (α)

Una partícula alfa se compone de un núcleo de helio, el cual contiene dos protones y dos neutrones. Las partículas alfa son algo pesadas y sólo viajan unos pocos centímetros. Esta no es una radiación muy dañina, ya que puede detenerse fácilmente con una hoja de papel o plástico.

Radiación beta (β)

El núcleo de un elemento pesado emite un electrón o un positrón partícula que tiene la misma masa y características que un electrón y una carga numérica igual, pero positiva—, como resultado de una conversión en la que los neutrones se vuelven protones (o viceversa).

Las partículas beta tienen más energía que la radiación alfa y recorren distancias más largas que las partículas alfa. Las partículas beta pueden ser retenidas por una fina lámina de metal o por ropa de protección.

Radiación gamma (γ)

La radiación gamma es, sin duda, la más peligrosa. Tras la emisión de partículas alfa y beta, si el núcleo está todavía en un estado energético elevado y debe volver a un estado energético más bajo y estable, se liberan rayos gamma una forma de radiación electromagnética de alta energía .

Un núcleo puede sufrir estos procesos de forma espontánea. Pero, ¿cuánto tiempo tarda el elemento inestable en alcanzar la estabilidad? La respuesta puede variar en función de los distintos elementos, ya que puede tardar segundos, semanas, meses, años, siglos… La velocidad de desintegración está determinada por la vida media de la sustancia radiactiva.

La vida media o semivida de un isótopo es el tiempo medio que tardan el número de núcleos inestables en reducirse a la mitad.

Una vida media larga puede ser dañina por el peligro que suponen los elementos radiactivos. Por eso, hay que tener cuidado a la hora de almacenar o eliminar los residuos nucleares, porque pueden tener una vida media muy larga. En esos casos, si la radiación se libera en el aire, la tierra o el agua, se pueden producir daños importantes en el medio ambiente.

¿Todos los isótopos decaen a la misma velocidad?

No todos los isótopos decaen a la misma velocidad. La mayoría de los isótopos son estables.

El hidrógeno, por ejemplo, tiene tres isótopos, de los cuales sólo uno es radiactivo y los otros dos son estables.

Para los elementos que decaen, la desintegración radiactiva es un proceso muy aleatorio. Por tanto, es difícil predecir qué núcleos se desintegrarán y cuándo lo harán. Sin embargo, si se toma un número muy grande de núcleos, su comportamiento puede revelar un cierto patrón, ya que la tasa de desintegración de un isótopo determinado durante un periodo específico es constante. Esto significa que durante ese periodo, un número predecible de núcleos se desintegrarán.

La tasa de desintegración se mide mediante la constante de desintegración (λ), que estima de forma aproximada el número de núcleos que se desintegran por unidad de tiempo. Un valor mayor de λ indica una tasa de desintegración más rápida. Por ejemplo, cuando la constante de desintegración es dos veces mayor, la tasa de desintegración por segundo es dos veces mayor.

Mira la siguiente fórmula:

¿La radiación es perjudicial?

Las radiaciones ionizantes y nucleares han sido catalogadas como perjudiciales para todos los seres vivos. Dependiendo de la dosis y energía, algunas pueden ser incluso mortales. Sin embargo, los niveles bajos de radiación no son peligrosos. Ejemplos de ello son la radiación que emite tu teléfono cuando recibes una llamada, la luz que rebota en tu piel y la radiación que calienta tu comida en un microondas.

Esto se explica por qué la mayoría de la radiación a la que nos vemos expuestos cada día es radiación natural, cuya baja intensidad no causa daños. En general, solo los procesos de desintegración pueden generar niveles de energía perjudiciales, algunos de los cuales usamos los humanos como herramientas.

Mientras que la exposición ilimitada a muestras de material radiactivo en cantidades letales puede causar mutaciones genéticas y cáncer, este material también puede tener un buen uso. Se pueden utilizar cantidades controladas del mismo material para curar el cáncer, esterilizar material quirúrgico o monitorear partes del cuerpo humano.

El yodo radiactivo, por ejemplo, se utiliza en la radioterapia para tratar el cáncer y para la obtención de imágenes de la glándula tiroides.

Problemas de los residuos radiactivos

Se conoce como residuos radiactivos a todo aquel material que contiene átomos radiactivos y que no tiene un objetivo fijo.

Estos residuos requieren protección, ya que pueden contaminar gravemente al ambiente, a las personas, objetos, o a los animales que se encuentren en contacto con el material. Un exceso de radiación ionizante provoca cambios estructurales en las células que tienen como consecuencia un daño permanente e irreparable.

Para evitar estos problemas se requiere aislar estos residuos empleando barreras que reduzcan la cantidad de exposición al material.

Radiactividad - Puntos clave

  • La radiactividad es la emisión de partículas alfa, beta o gamma de un átomo para conseguir estabilidad.
  • Un átomo se vuelve inestable cuando hay un desequilibrio entre protones y neutrones.
  • Las partículas alfa están formadas por dos protones y dos neutrones.
  • Una partícula beta es la emisión de un electrón o un positrón por un núcleo.
  • No todos los isótopos son radiactivos.
  • La vida media o semivida de un isótopo es el tiempo medio que tarda el número de núcleos inestables en reducirse a la mitad.
  • La constante de desintegración (λ) indica el grado de probabilidad de que un núcleo se desintegre por segundo y la razón por la cual el núcleo se desintegra. Cuanto mayor sea el valor de la constante de desintegración, más rápida será la velocidad de desintegración.
  • La radiación ionizante es perjudicial para los seres vivos.

Preguntas frecuentes sobre Radiactividad

La radiactividad es el estado en el que un átomo inestable emite radiación para alcanzar la estabilidad.

La radiactividad consiste en la emisión de núcleos, partículas y radiación energética que pueden interactuar con la materia y alterar sus propiedades. En cantidades elevadas, la radiactividad supone un problema tanto para los seres vivos (pues puede transformar su estructura celular)como para materiales inertes (pues puede deteriorar sus características).

La radiactividad emite partículas y radiación que pueden interactuar con las estructuras del organismo. En particular, es común que la radiación alfa y beta ionicen y alteren estructuras como el ADN de los seres vivos o que inciten la formación de estructuras cancerosas.

La radiactividad se utiliza tanto para producir energía como para técnicas de rastreo en agricultura o en medicina. Existe la posibilidad de estudiar el interior del cuerpo de un paciente gracias a la radiación emitida por algunas sustancias. De hecho, hay aplicaciones de la radiactividad tan cotidianas como el funcionamiento de los detectores de humo que encontramos en la mayoría de edificios modernos.

La radiactividad natural es el proceso de emisión de partículas nucleares y radiación por núcleos inestables que se produce sin la estimulación humana. Al contrario que los procesos radiactivos que se producen en las centrales nucleares, que se valen del bombardeo de elementos radiactivos para generar más energía, la radiación natural se puede encontrar en multitud de sustancias en la naturaleza que buscan alcanzar mayor estabilidad emitiendo partículas.

Cuestionario final de Radiactividad

Pregunta

¿Cuándo se vuelve inestable un átomo?

Mostrar respuesta

Answer

Cuando hay un desequilibrio entre el número de neutrones y protones.

Show question

Pregunta

¿Cómo se llama a aquellos núcleos de un elemento que tienen exceso de neutrones en el núcleo?

Mostrar respuesta

Answer

Isótopos.

Show question

Pregunta

¿Qué sucede cuando un átomo se vuelve inestable?

Mostrar respuesta

Answer

Un átomo libera partículas y/o radiación para alcanzar la estabilidad.

Show question

Pregunta

¿Son todos los isótopos capaces de emitir radiación?


Pista: el hidrógeno tiene dos isótopos estables y uno inestable.

Mostrar respuesta

Answer

Sí.

Show question

Pregunta

¿De qué están compuestas las partículas alfa?

Mostrar respuesta

Answer

Dos protones y dos neutrones.

Show question

Pregunta

¿Son los rayos gamma perjudiciales para la piel?

Mostrar respuesta

Answer

Sí.

Show question

Pregunta

¿Es el decaimiento nuclear un proceso aleatorio?

Mostrar respuesta

Answer

Sí.

Show question

Pregunta

¿Qué es la constante de decaimiento nuclear?

Mostrar respuesta

Answer

La estimación estadística del número de núcleos que decaen por segundo de un tipo núcleo concreto.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la respuesta correcta?

Mostrar respuesta

Answer

Ninguna de las opciones es correcta.

Show question

Pregunta

Durante una desintegración beta...

Mostrar respuesta

Answer

Un electrón se expulsa, tras el decaimiento de un neutrón del núcleo.

Show question

60%

de los usuarios no aprueban el cuestionario de Radiactividad... ¿Lo conseguirás tú?

Empezar cuestionario

Scopri i migliori contenuti per le tue materie

No hay necesidad de copiar si tienes todo lo necesario para triunfar. Todo en una sola app.

Plan de estudios

Siempre preparado y a tiempo con planes de estudio individualizados.

Cuestionarios

Pon a prueba tus conocimientos con cuestionarios entretenidos.

Flashcards

Crea y encuentra fichas de repaso en tiempo récord.

Apuntes

Crea apuntes organizados más rápido que nunca.

Sets de estudio

Todos tus materiales de estudio en un solo lugar.

Documentos

Sube todos los documentos que quieras y guárdalos online.

Análisis de estudio

Identifica cuáles son tus puntos fuertes y débiles a la hora de estudiar.

Objetivos semanales

Fíjate objetivos de estudio y gana puntos al alcanzarlos.

Recordatorios

Deja de procrastinar con nuestros recordatorios de estudio.

Premios

Gana puntos, desbloquea insignias y sube de nivel mientras estudias.

Magic Marker

Cree tarjetas didácticas o flashcards de forma automática.

Formato inteligente

Crea apuntes y resúmenes organizados con nuestras plantillas.

Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.