Radiactividad

La radiactividad consiste en la emisión de partículas o radiación electromagnética de alta energía (rayos X y rayos gamma) debido a la inestabilidad de los núcleos atómicos.

Breve historia

Desintegración alfa ($\alpha$)

Naturaleza

Se trata de núcleos de helio–4 ($\ce{_2^4He^{2+}}$), formados por 2 protones y 2 neutrones.

Masa y carga

Tiene una masa de unas 4 u y carga eléctrica positiva ($+2\,e$).

Poder de penetración

Es poco penetrante: una hoja de papel o unos centímetros de aire la frenan.

• Deposita toda su energía en un recorrido muy corto.
• Propia de la desintegración de núcleos pesados, como $\ce{^235U}$, $\ce{^241Am}$, $\ce{^226Ra}$ o $\ce{^222Rn}$.
• Suele ir acompañada de desintegración gamma.

Desintegración beta ($\beta$)

Naturaleza

Se trata de electrones ($\beta^-$) o positrones ($\beta^+$).

Masa y carga

Tiene una masa unas 7 000 veces más pequeña que las partículas $\alpha$ y carga eléctrica positiva ($\beta^+$) o negativa ($\beta^-$).

Poder de penetración

Es más penetrante que las partículas $\alpha$: una lámina de aluminio o unos metros de aire la frenan.

• Deposita toda su energía en un recorrido más largo.
• Se produce en núcleos con exceso de neutrones ($\beta^-$, como $\ce{^137Cs}$, $\ce{^60Co}$, $\ce{^14C}$, $\ce{^32P}$ o $\ce{^3H}$) o de protones ($\beta^+$, como $\ce{^22Na}$, $\ce{^11C}$, $\ce{^15O}$ o $\ce{^13N}$).
• Suele ir acompañada de desintegración gamma.

Desintegración gamma ($\gamma$)

Naturaleza

Se trata de energía (ondas electromagnéticas).

Masa y carga

No tiene ni masa ni carga.

Poder de penetración

Es muy penetrante: requiere materiales densos y pesados (una lámina de plomo, hormigón, etc.) para ser absorbida.

Un núcleo con un exceso de energía, como el ^99m Tc, puede emitir radiación $\gamma$ de forma espontánea.

Penetración de los distintos tipos de radiación

Espectro electromagnético

El espectro electromagnético representa el conjunto de toda la radiación electromagnética, organizada por frecuencia o por longitud de onda. De menor a mayor frecuencia (energía): ondas de radio, microondas, infrarrojo (IR), luz visible, ultravioleta (UV), rayos X y rayos gamma.

☢️ Radiación ionizante

Decimos que la radiación es ionizante cuando tiene suficiente energía como para ionizar la materia, esto es, arrancar electrones de sus átomos. Cuando la radiación ionizante interactúa con las células, puede dañarlas y dañar el material genético (es decir, el ácido desoxirribonucleico o 🧬 ADN).

Reacciones nucleares

Radiactividad artificial

Al bombardear un núcleo atómico con partículas o radiación electromagnética de alta energía (gamma), el núcleo resultante puede ser inestable, desintegrándose en otro átomo (transmutación de la materia) y obteniéndose gran cantidad de energía en el proceso.

Fisión nuclear

El núcleo compuesto se escinde en varios fragmentos asimétricos, emitiendo neutrones.

Fusión nuclear

Varios núcleos ligeros se unen para formar otro más pesado.