Fisica General Burbano

744 EL NÚCLEO ATÓMICO
En la actualidad se han producido isótropos radiactivos de casi todos los elementos, en particular
del tecnecio y del promecio que no existen en la naturaleza por carecer de isótopos estables.
Los isótopos se originan por bombardeo con neutrones, protones, deuterones, rayos g, partículas
a, en incluso con núcleos más pesados.
XXX – 28. Aplicaciones de los isótropos radiactivos.
Aparte de sus muchas aplicaciones industriales, en medicina se utilizan como:
1º. Indicadores: Para observar el comportamiento de una substancia en el interior del cuerpo
humano; tal substancia se radiactiva permitiendo sus radiaciones localizarla en el interior del cuerpo,
es decir: como si dentro de éste hubiese un emisor de rayos g (exploración del tiroides con
yodo radiactivo, radiocardiografías con Na radiactivo inyectado en solución salina).
2º. Agentes terapéuticos interiores: Aprovechando el poder destructor de las radiaciones en relación
con determinados tejidos; se puede llegar, así, al tratamiento de lesiones profundas (empleo
del P radiactivo en el tratamiento del cáncer).
3º. Agentes terapéuticos exteriores: Sustituyendo a la radioterapia, es decir, tratamiento para
rayos X o rayos g del radio (tratamiento de lesiones cutáneas con P radiactivo).
Una de las aplicaciones más conocidas es la DATACIÓN de restos arqueológicos a través del carbono-14.
Este isótopo se produce en la alta atmósfera por bombardeo de átomos de 14 N con neutrones
de la radiación cósmica, según la reacción: N + 1 n → 14 C + 1 H.
7 0 6 1
14
está presente en el dióxido de carbono en una proporción constante de 1,3 × 10 – 12 frente al isótopo
estable 12 C; las plantas (y los animales al comerlas) lo asimilan, manteniendo constante esa
proporción, pero al morir dejan de renovar su contenido de carbono y el isótopo radiactivo se va
desintegrando y disminuyendo en relación al isótopo estable. La medida de la actividad del
14 C
permite calcular la antigüedad de un resto biológico.
XXX – 29. Elementos transuránidos
Son los obtenidos por reacciones nucleares y cuyo número atómico es superior al del uranio
(92) último cuerpo simple en la clasificación periódica de los elementos naturales.
El primero producido, en 1940, fue el neptunio de masa atómica 239, obtenido mediante
bombardeo con neutrones del U-238, según las reacciones:
238
92
En 1942 se obtuvo otro isótropo más estable, de período 2,25 × 10 6 años:
238
92
También en 1940 se produjo el segundo elemento transuránido, el plutonio:
238
92
239
92
Los actualmente descubiertos son: 93 neptunio; 94 plutonio; 95 americio; 96 curio; 97 berkelio;
98 californio; 99 einstenio; 100 fermio; 101 mendelevio; 102 nobelio; 103 lawrencio; 104
khourchatowio; 105 hahnio; 106 seaborgio; 107 bohrio; 108 hassio; 109 meitnerio.
XXX – 30. Medida de los efectos biológicos de la radiación
Se emplean para ellos diversas magnitudes que se definen a continuación.
La EXPOSICIÓN (J) expresa la capacidad de la radiación electromagnética de ionizar el aire. Se define
mediante la relación J = Q/m, donde Q es la carga total de los iones producidos en una masa
m de aire. Se mide en C/Kg de aire o en röntgen (R):
1R = 2,58 × 10 – 4 C/Kg de aire = 1,610 × 10 15 iones/Kg de aire.
La DOSIS ABSORBIDA (D) es la fracción de la energía de la radiación absorbida por cada kilogramo
del material irradiado: D = E/m. La unidad del sistema internacional es el gray (Gy), también
se emplea el rad:
1 Gy = 1 J/Kg = 100 rad
La relación entre la exposición y la dosis absorbida depende del material. Esta dependencia se
especifica a través del factor de proporcionalidad f: D mat
= fJ, donde:
f
237
92
238
93
= 33,
68
239
92
237
92
( hr / )
( hr / )
238
93
mat
aire
Gy ? Kg
C
239
93
U( n,g)
U U → Np+ b
237
93
U( n, 2n)
U U → Np+ b
238
94
U( d, 2n)
Np Np → Pu+ b
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en esta expresión r es la densidad y h el coeficiente de absorción de energía, dado por h = m E a
/hn
donde h n es la energía del fotón g, E a
es la parte de la energía del fotón que se transforma en calor
en el material, y m es el coeficiente de absorción lineal (I = I 0
e –m x ).