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» » » Diferencia entre radiación y radiactividad

Referencia: The.Conversation.com .
por Martin Boland, 9 de diciembre 2013

El fin de semana, hubo un fuga de un tanque de material radiactivo en una mina cerrada de uranio en Northern Territory. Si bien esto ha provocado preocupaciones sobre la salud por los alrededores del Parque Nacional de Kakadu, esta puede ser una buena oportunidad para aclarar también las diferencias entre "radiactividad" y "radiación".

Midiendo radiaciones
La radiactividad y la radiación se usan indistintamente, pero describen distintos procesos, aunque relacionados.

Pero antes de entrar en esta diferencia, resultará útil entender lo que son los átomos y algunos conceptos acerca de cómo se comportan.

Un átomo es la partícula más pequeña que puede ser descrita como una sustancia química. Las partículas más pequeñas no son productos químicos, de igual manera que las ruedas, los parabrisas y los asientos no son los coches, sino partes de ellos, aunque se necesiten pocos para hacer el todo.

Modelo atómico de Rutherford.
En el centro de cada átomo es un núcleo, que contiene un número de protones (partículas con carga positiva). El número de protones determina la química del átomo. Todos los núcleos de carbono contienen seis protones, es lo que define a los núcleos como el del carbono. Cinco protones los de un átomo de boro, siete protones el de un átomo de nitrógeno.

El núcleo también contiene un número de neutrones (partículas sin carga). Los átomos, como igual producto químico pueden tener diferente número de neutrones. El 99% de los átomos de carbono tienen seis neutrones, cuando se le añaden seis protones esto da una masa atómica de 12.

Algunos átomos de carbono tienen más o menos neutrones, siete neutrones forman el carbono-13 y ocho el carbono-14. Los núcleos del carbono-12 y el carbono-13 son estables, pero el carbono-14 es radiactivo y es la base para la datación por radiocarbono.

Los átomos de igual química con diferente número de neutrones se denominan isótopos.

Alrededor de los núcleos hay unas muy pequeñas partículas cargadas negativamente, llamadas electrones. Estos se mantienen en su órbita por su atracción hacia el núcleo de carga positiva. Un átomo contiene tantos electrones como protones.

La adición o eliminación de un electrón de un átomo da como resultado una partícula cargada, llamada ion. Los iones pueden reaccionar de forma muy distinta a los átomos. Un átomo de cloro es muy reactivo y peligroso; el ion de cloro forma parte de la sal de mesa. Esto es importante cuando hablemos más tarde de radiación ionizante.

Entonces, ¿qué es la radiactividad?

La radiactividad es el término dado a la ruptura (desintegración) o la reordenación del núcleo de un átomo. Esta desintegración sucede de forma natural y espontánea en los núcleos inestables. Y esta inestabilidad es causada generalmente por un desajuste entre el número de protones y neutrones.


La desintegración radiactiva puede ocurrir de varias formas, siendo las más comunes:
- Fisión espontánea: también conocida como "división del átomo", cuando el núcleo se rompe en dos partes.

- Radiación de neutrones: cuando un neutrón es expulsado del núcleo del átomo

- Desintegración alfa: el núcleo libera una partícula alfa ( un núcleo de helio - 4 ) que consta de dos neutrones y dos protones

- Desintegración beta: el núcleo expulsa un electrón (o un positrón). Nota: esto no es igual que un electrón que sea removido de la órbita alrededor del núcleo.

- Desintegración gamma: los protones y neutrones se reordenan dentro del núcleo en una forma más estable y la energía resultante se emite como rayos gamma.
La radiación de neutrones producto de la desintegración alfa y beta viene acompañada por la liberación de una partícula. Esta partícula (o el rayo gamma de la desintegración gamma) es la "radiación " asociada con la radiactividad.

¿Qué es una 'vida media'?

Tax Credits
Digamos que tenemos 4.000 monedas y queremos dar la vuelta a todas ellas, eso nos llevará (por claridad del argumento) un minuto. Si las lanzamos de cara al aire, según la ley de los promedios, deberíamos tener de media 2.000 monedas vueltas de cruz.

Si luego nos tomamos un minuto para voltear todas esas monedas y descartamos las que están de cara, nos quedaremos con 1.000 monedas. De nuevo, nos damos otro minuto para voltear las 1.000 monedas y nos quedaremos con 500 monedas.

Hay que darse cuenta que estamos tomando la misma cantidad de tiempo para voltear todas las monedas, no importa cuántas de ellas existan.

En el caso de la radiactividad, este tiempo no es una restricción artificial, sino una propiedad fundamental de cada núcleo, que en un momento dado tiene un 50/50 de posibilidades de desintegración espontánea. El nombre dado a la cantidad de tiempo que se toma para la mitad de los átomos de una muestra se desintegren se llama "vida media".

La vida media de un isótopo es el mismo para todos los núcleos de ese tipo (todos los núcleos de carbono-14 tienen una vida media de alrededor de 5.750 años, y los de carbono-15 tienen una vida media de alrededor de 2,5 segundos) .

Si realizamos el lanzamiento de monedas diez veces nos quedaremos con cuatro monedas, una milésima parte del número inicial. Esto es importante, ya que se considera que después de diez vidas medias hay una cantidad insignificante de material restante.

Si un material tiene una vida media larga (como los 4.500 millones años de vida media del uranio-238, equivalente a la edad de la Tierra), no es muy radiactivo. Un material con una vida media corta (la del polonio-210 es de 138 días) sí es muy radiactivo.

¿Cuál es la diferencia entre radiactividad y radiación?

Tal como hemos visto, la desintegración radiactiva es una propiedad de un núcleo particular. Por comparación, la radiación es una posible consecuencia de muchos procesos, no sólo de la radiactividad.

La radiación es el término que se le da a una partícula o una onda viajando, y que se puede dividir en tres tipos principales:
- Radiación no ionizante: básicamente son las partes de baja energía del espectro electromagnético. Esto incluye toda la luz visible, las ondas de radio (también conocidas como microondas, como las del horno) y las del infrarrojo (radiación de "calor"). La ultravioleta cae en el extremo de alta energía de esta categoría .
- Radiación ionizante: es la radiación capaz de sacar a un electrón de su órbita.
- Neutrones: los neutrones libres son partículas que pueden colisionar con otros átomos.
La radiación no ionizante es en su mayoría perjudicial de manera obvia. La exposición a microondas u ondas de infrarrojos hace que los materiales susceptibles puedan calentarse. Por otra parte, la radiación ionizante puede ser menos evidente, sin embargo, al cambiar un átomo en un ion más reactivo, puede crear un daño duradero.

Los rayos X son una forma de radiación electromagnética de alta energía. Erich Ferdinand
La radiación ionizante tiene dos formas principales:
- La radiación electromagnética de alta energía: incluye tanto los rayos X como los rayos gamma.

- La radiación de partículas: son las partículas alfa y beta.
Estas diferentes formas de radiación ionizante difieren en su capacidad de hacer daño y en su capacidad para penetrar los materiales.

La radiación ionizante electromagnética

Los rayos X y los rayos gamma penetran por sus radiaciones ionizantes y son, en esencia, la misma cosa. (La diferencia terminológica consiste en que los rayos gamma provienen de la desintegración nuclear, mientras que los rayos X provienen de los orbitales electrónicos).

Las longitudes de onda de la radiación electromagnética contienen suficiente energía para empujar y sacar a un electrón de su órbita alrededor del átomo, formando una vez más un ion. Estos son detenidos por materiales muy densos, como el plomo o grandes cantidades de tierra u hormigón.

Radiación de partículas

La radiación de partículas es potencialmente muy dañina, pero relativamente fácil de bloquear.


Las partículas alfa, con sus dos neutrones y dos protones, son esencialmente iones de helio. Estos pueden robar los electrones de otro átomo a fin de convertirse en átomos de helio. Las partículas beta son simplemente electrones libres que pueden ser capturados por los átomos, al igual que cualquier otro electrón.

Afortunadamente, la protección ante estos es razonablemente fácil. Las partículas alfa son bloqueadas por un simple trozo de papel, y las partículas beta por unos cuantos milímetros de metal o una cantidad equivalente de plástico.

Los neutrones son más penetrantes y, a su vez, potencialmente más peligrosos. Causan daños cuando son capturados por el núcleo de un átomo . Esto puede originar que el átomo se rompa en dos (fisión) o someterse a otro proceso de desintegración (conocido como transmutación).

En cualquier caso, un átomo original (p. ej. un átomo de nitrógeno) se convierte en un tipo diferente de átomo (en este caso, de carbono-14). El nuevo átomo tendrá diferentes propiedades químicas y, por tanto, podrá actuar como un veneno, o como materiales de construcción cambiar sus propiedades físicas.

Los neutrones pueden ser ralentizados o capturados de forma segura por materiales como el grafito o compuestos que contienen gran cantidad de hidrógeno (como el agua corriente).

Todas estas formas de radioactividad y de radiación son naturales. Y forman lo que se conoce como radiación de fondo. La web gráfica xkcd nos da una buena representación visual de todo ello.



- Autor: Martin Boland, investigador asociado en la Universidad de Melbourne. Martin Boland ha recibido financiación del Instituto Australiano de Ciencia Nuclear e Ingeniería . Ha colaborado con la Organización de Ciencia y Tecnología Nuclear Australiana 
 - Imágenes de Wikipedia, The Conversation y anónimas.
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