La Radiactividad

Resumen del libro:

Por Carlos Patiño

En París, en 1896, Becquerel descubrió accidentalmente la existencia de unos rayos desconocidos que provenían de una sal de uranio. Notó que al poner en contacto el compuesto de uranio con una placa fotográfica envuelta en papel negro, se producía el mismo efecto que si la placa estuviera en presencia de los rayos X. Le pareció sorprendente que de las sales de uranio emanaran radiaciones que afectaban las placas fotográficas cuando éstas se encontraban protegidas de la luz. Becquerel pronto se dio cuenta de que las radiaciones provenientes del compuesto de uranio no eran originadas por una reacción química, y que al aumentar la concentración del uranio en el compuesto químico se velaba más rápidamente la placa fotográfica que cuando la sal tenía menos uranio. Además, observó que el efecto producido no dependía de los otros elementos presentes en las sales de uranio. Todo esto lo hizo concluir que las emanaciones uránicas, como las llamó, eran independientes de la forma química en que se encontrara este elemento. Era difícil para los científicos creer que emanaran radiaciones del uranio; pero esto fue sólo el principio: no sabían que todo se complicaría y que sería aún más difícil explicar los fenómenos que se seguirían descubriendo.

La radiación emitida por el uranio y otros elementos radiactivos resultó ser bastante compleja; estaba constituida principalmente por tres componentes, a los cuales Rutherford les dio los nombres de alfa (a), beta (b) y gamma (g), respectivamente, tomados de las tres primeras letras del alfabeto griego.

Cuando se hacía pasar un haz de la radiación a través de un campo magnético, los científicos encontraron que una parte, los rayos alfa, se desviaba ligeramente en un sentido; otra parte, los rayos beta, se desviaba fuertemente en el sentido contrario, y, finalmente, una tercera parte, los rayos gamma, no se desviaba.

Rutherford fue el primero en detectar los rayos alfa, y descubrió que, en presencia de campos magnéticos, se desvían en forma opuesta a la de los electrones. De aquí se concluyó que los rayos alfa tenían que estar cargados positivamente. Como además resultaban desviados sólo muy ligeramente, calcularon que debían de tener una masa muy grande; en efecto, resultó que tenían cuatro veces la masa del hidrógeno. Rutherford los identificó más tarde como átomos de helio cargados positivamente.

Becquerel demostró que los rayos beta consisten en electrones cargados negativamente, ya que se desvían en el mismo sentido y en la misma proporción que éstos. Finalmente, Rutherford y Audiade, otro colaborador suyo, descubrieron que los penetrantes rayos gamma son en realidad radiaciones electromagnéticas parecidas a los rayos X y a la luz visible, pero de diferente energía.  

La radiactividad es un fenómeno que tardó mucho en descubrirse, pues el ser humano no puede ver ni oler ni oír las radiaciones emitidas por los elementos radiactivos: por lo general, sus sentidos no pueden percibirla. Pero en cuanto se descubrió que el uranio emitía radiaciones se empezaron a fabricar instrumentos que ayudaran a los sentidos a detectar lo imperceptible. Las radiaciones nucleares sólo se pueden observar indirectamente a través de los efectos que producen al atravesar la materia, y los aparatos diseñados para medir su energía e intensidad están basados en estos efectos: 1) La producción de iones cargados eléctricamente, 2) la producción de excitación que se emite en forma de luz.

El primer método para medir la radiactividad precisamente fue el que le permitió a Becquerel descubrirla. En efecto, la placa fotográfica es un detector de radiactividad que se ennegrece en menor o mayor grado cuando la radiación nuclear incide en ella. Mayor ennegrecimiento indica presencia de mayor cantidad de radiaciones nucleares. Becquerel se dio cuenta del carácter ionizante de las emanaciones del uranio y utilizó para medirlas un aparato ya conocido en su época, el electroscopio, que se utilizaba para medir corriente eléctrica.

El fenómeno de ionización puede observarse gracias a que los iones cargados positivamente y los electrones cargados negativamente pueden ser acelerados por un campo eléctrico, pasar por un filamento y generar así una corriente eléctrica que se mide con un aparato apropiado. Mayor corriente eléctrica indica la presencia de fuentes radiactivas de mayor intensidad. La respuesta del equipo detector puede observarse en otro dispositivo que registre las radiaciones detectadas: un escalador, una bocina o una bombilla eléctrica (foco).

El fenómeno de excitación electrónica puede observarse gracias a los destellos luminosos que se producen al desexcitarse los átomos excitados. Estos destellos luminosos se pueden observar en ocasiones directamente y en otras ocasiones requieren de ayuda de dispositivos que puedan analizar la luz de esos destellos.

Para detectar partículas alfa se requieren ventanas extremadamente delgadas, pues de otra forma estas partículas se frenan en la ventana y no la pueden penetrar. También se utilizan ventanas especiales para detectar partículas beta, cuando no se requiere que sean tan delgadas como las utilizadas para detectar las partículas alfa.
La radiación gamma es mucho más penetrante. Puede pasar a través de las paredes de un contador ordinario, por lo que no requiere de ventanas especiales. La facilidad o dificultad con que una radiación pasa a través de una pared o una ventana de un detector ayuda para identificarla. Por ejemplo, la partícula alfa no atraviesa las ventanas que se emplean para detectar partículas beta. Una lámina delgada de metal colocada sobre la ventana para medir partículas beta excluirá a estas partículas beta, pero no detendrá a la radiación gamma.

La propiedad de los isótopos radiactivos de emitir espontáneamente radiación alfa, beta y gamma ha encontrado amplia aplicación, se emplea como herramienta para hacer estudios en la investigación científica y, desde el punto de vista práctico, se utiliza en muchas áreas, como en ecología, medicina, agricultura, industria y biología.

La utilidad que brindan los isótopos depende de sus propiedades, en particular del tipo de radiación que emiten, la energía de ésta y su vida media. Como ejemplo, presentamos las siguientes aplicaciones:

Análisis de elementos que se encuentran en concentraciones muy bajas.
Trazadores en estudios de procesos físicos, químicos, biológicos y médicos.
Control del espesor de hojas y láminas en las industrias del papel, del hule, etc.
Control del llenado de líquidos en frascos y latas en industrias como la cervecera 
y la de envasado de alimentos. Fuentes intensas de radiación en radiografías industriales y de la medicina nuclear. Esterilización de material quirúrgico desechable.

Esterilización de productos químicos y biológicos.

El fenómeno de la radiactividad permitió al científico adentrarse en una aventura maravillosa. Al tratar de comprenderla realizó diversos descubrimientos fundamentales en el desarrollo de la ciencia; pero su importancia principal radica en haber abierto la ruta a una serie de hallazgos que fueron piedras angulares de la física y la química.

Fuente bibliografica:

Autor: Silvia Bulbulian

Titulo: La Radiactividad

Editorial: Fondo De Cultura Economica

Referencia portada libro de La Radiactividad

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Acceso a la red 26 Mayo 2014