2016 Radiactividad y Química Nuclear
Química Inorgánica-Grupo E Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Mayo 2016
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
La Química Nuclear, es una rama de la química que estudia las reacciones y cambios que ocurren en el núcleo atómico, trata los cambios naturales y artificiales en los átomos, concretamente, en sus núcleos, así como también, las reacciones químicas de las sustancias que son radiactivas.
Esta rama estudia las reacciones que ocurren relacionadas al núcleo del átomo como mencionamos antes; como las radiaciones, fisiones y fusiones nucleares, entre otras similares como los átomos inestables. Dentro de la química nuclear también se encuentra el estudio de las radiaciones como las alfa, beta y gamma.
1
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
La radiactividad fue descubierta por A. H. Becquerel, es una reacción nuclear de "descomposición espontánea", es decir, un núcleo inestable se descompone en otro más estable que él, a la vez que emite una "radiación". El núcleo hijo (el que resulta de la desintegración) puede no ser estable, y entonces se desintegra en un tercero, el cual puede continuar el proceso, hasta que finalmente se llega a un núcleo estable. Se dice
que
los
sucesivos
núcleos
de
un
conjunto
de
desintegraciones forman una serie radiactiva o familia radiactiva.
2
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
En el planeta se emiten tres tipos de radiación: alfa, beta, gamma. También se emite radiación cósmica del sol.
Cada isotopo radioactivo se llama radio elemento o radionúclido, sus radiaciones pueden ocasionar daños graves a la vida humana. A diferencia de que cuando estos se usan con cuidado, no traen problemas sino más bien se dan beneficios del buen uso de los misma.
3
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
En los núcleos se dan las desintegraciones radiactivas y se lanzan partículas diminutas al espacio o emiten una radiación potente, una de las cuales son como los rayos X, que es usado en el campo médico, pero se llama radiación gamma.
Los rayos X, gamma y la radiación con partículas se han utilizado por mucho tiempo en el área de salud como la tecnología de diagnóstico y para tratamientos del cáncer.
4
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Los núcleos inestables sufren desintegración radiactiva, emiten radiaciones y transmutan en núcleos de elementos diferentes.
5
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
En una serie de desintegración radiactiva hay una sucesión de desintegraciones. Es posible que la desintegración de un radioelemento no produzca un isotopo estable, sino otro radioelemento.
6
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
De todas las fuentes de energía con las que cuenta la humanidad, la energía nuclear es una de las más discutidas debido a su carácter tan polémico. No obstante, también es una de las más utilizadas debido a la enorme cantidad de ventajas y beneficios que su uso nos brinda. Esta energía es aprovechada, como, por ejemplo: obtener energía eléctrica, mecánica y térmica, aplicándola con diversas finalidades.
Las dos formas que existen para obtener energía nuclear, y las dos que se aplican en el desarrollo de las ciencias y la tecnología, son: la fisión y la fusión nuclear.
7
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Fisión Ocurre en el núcleo de un átomo, el cual debe ser dividido en dos o más núcleos para así liberar otros subproductos.
Fusión nuclear Es el proceso por el que varios núcleos se unen para formar un núcleo más pesado.
8
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Entre sus beneficios se encuentra la elaboración de radio vacunas
para
combatir
enfermedades
parasitarias
del
ganado y que afectan la producción pecuaria en general. Los animales sometidos al tratamiento soportan durante un período más prolongado el peligro de reinfección siempre latente en su medio natural.
Entre sus usos se encuentra los campos: médico, agricultura, minería e industrial. Médicos. Dentro del uso de la radiactividad, la más conocida es la de sus aplicaciones médicas. El uso de la radiación en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades se ha convertido en una herramienta básica en medicina. Con ella se ha podido realizar exploraciones del cerebro y los huesos, tratar el cáncer y usar elementos radiactivos para dar seguimiento a hormonas y otros compuestos químicos de los organismos. Con frecuencia se utilizan tratamientos en base a irradiaciones con rayos gamma provenientes de fuentes de Cobalto-60, así como también, esferas internas radiactivas, agujas e hilos de Cobalto radiactivo.
9
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Se ha extendido con gran rapidez el uso de radiaciones y de radioisótopos en medicina como agentes terapéuticos y de diagnóstico, se utilizan radiofármacos para diversos estudios de:
Tiroides. Hígado. Riñón. Metabolismo. Circulación sanguínea. Corazón. Pulmón. Tracto gastrointestinal
10
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Agricultura. Esta ionización tiene efectos biológicos que cada vez van siendo mejor conocidos. Actualmente se investiga sobre cómo aprovechar mutaciones y el efecto de estas radiaciones para mejorar los cultivos, evitar plagas, por medio de radiaciones ionizantes que tienen la propiedad de ionizar (arrancar electrones). Así, por ejemplo, cada día vamos viendo aparecer cada vez un número mayor de productos transgénicos (manipulados genéticamente).
La irradiación de los alimentos inhibe, inactiva o mata a los hongos y bacterias. Cuando los productos alimenticios se hacen pasar a través de un haz de rayos gamma. Los alimentos irradiados con dosis controladas de rayos X, gamma o haces de electrones se descomponen en menor proporción.
11
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
En apariencia, de los alimentos la irradiación no genera ningún cambio. Las radiaciones provocan reacciones químicas en los alimentos o en cualquier insecto o microorganismo que se encuentren en éstos. La FDA administración de fármacos y alimentos aprobó el uso de la irradiación en dosis baja para controlar
la
triquina
en
el
cerdo
descomposición de frutos y vegetales.
12
y
para
inhibir
la
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Minería. Al aplicarse ionización en la búsqueda de materiales mineros (metales preciosos).
Industriales. La inspección de soldaduras, la detección de grietas en metal forjado o fundido, el alumbrado de emergencia, la datación de antigüedades y la preservación de alimentos son algunas de sus numerosas aplicaciones.
13
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
La protección contra la radiación se obtiene a través de barreras para así no permitir su ingreso, película rápida de rayos X y por una distancia adecuada. Los rayos alfa y beta son los más fáciles de detener; las radiaciones gamma y los rayos X sólo se detienen efectivamente con sustancias densas.
14
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Sin embargo, los materiales de protección y la distancia no pueden reducir por completo la exposición a las radiaciones. La radiación de fondo varía ampliamente de un lugar a otro y solo es posible hacer estimaciones de ésta.
Si la radiación de fondo es constante; esta radiación se debe, por ejemplo, a los radioelementos naturales contaminantes radiactivos, rayos cósmicos y rayo X médicos.
15
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
De no protegerse las radiaciones producen iones y radicales inestables en los tejidos. Las partículas alfa y beta, los mismo que los rayos X y gamma, se llaman radiaciones ionizantes, porque pueden sacar electrones de las moléculas al tocarlas y producir así iones poli atómicos inestables.
Cualquier partícula que tenga un solo electrón se llama radical y, con excepción de unos pocos, los radicales son especies muy reactivas. Las radiaciones atómicas crean iones y radicales inestables en los tejidos lo cual puede producir cáncer, mutaciones, tumores o defectos congénitos. No existe umbral de seguridad contra la exposición de las radiaciones. Todas las radiaciones que penetran la piel o entran al cuerpo en la comida o a través de los pulmones se consideran dañinas y el daño es acumulativo.
Las moléculas de materiales hereditarios en los cromosomas celulares son el sitio primario de daño por radiación. El conjunto de síntomas causados por las radiaciones se llama radiopatía.
Los síntomas incluyen náuseas, vómito, la baja en la cuenta de leucocitos, diarrea, deshidratación, postración, hemorragia y pérdida de cabello.
16
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
Química Inorgánica Grupo E
Medidas De Seguridad: No comer, beber, ni fumaren el lugar de trabajo. Bañarse y lavarse bien las manos al final de la jornada de trabajo. Usarla mínima cantidad de material radiactivo. Reducir al máximo posible el tiempo de exposición a los materiales radiactivos. Aumentar la distancia de la fuente de emisión. Colocar blindajes o barreras de protección de plomo. Calibrar
bien
los
equipos
para
prevenir
posibles
accidentes. Tener una adecuada señalización de los sectores de riesgo de posible irradiación. No exponerse a las radiaciones si se encuentra en etapa de embarazo. Mantener una adecuada vigilancia radiológica personal y ambiental.
17
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud
18
Química Inorgánica Grupo E