Aplicaciones de los isotopos radiactivos

Fósforo…

Los atributos de los átomos que decaen de forma natural, conocidos como radioisótopos, dan lugar a diversas aplicaciones en muchos aspectos de la vida moderna (véase también el documento informativo sobre Los múltiples usos de la tecnología nuclear).

El uso de las radiaciones y los radioisótopos en medicina está muy extendido, sobre todo para el diagnóstico (identificación) y la terapia (tratamiento) de diversas enfermedades. En los países desarrollados (una cuarta parte de la población mundial), aproximadamente una de cada 50 personas recurre a la medicina nuclear de diagnóstico cada año, y la frecuencia de la terapia con radioisótopos es aproximadamente una décima parte.

La medicina nuclear utiliza la radiación para proporcionar información sobre el funcionamiento de los órganos específicos de una persona, o para tratar enfermedades. En la mayoría de los casos, la información es utilizada por los médicos para realizar un diagnóstico rápido de la enfermedad del paciente. El tiroides, los huesos, el corazón, el hígado y muchos otros órganos pueden visualizarse fácilmente y revelar los trastornos de su funcionamiento. En algunos casos, la radiación puede utilizarse para tratar los órganos enfermos o los tumores. Cinco premios Nobel han estado estrechamente relacionados con el uso de trazadores radiactivos en medicina.

Tecnología…

Las aplicaciones de los radioisótopos en la industria son numerosas. Muchos tipos de medidores de espesor aprovechan el hecho de que los rayos gamma se atenúan cuando atraviesan el material. Midiendo el número de rayos gamma, se puede determinar el espesor. Este proceso se utiliza en aplicaciones industriales comunes como:

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El isótopo 241Am se utiliza en muchos detectores de humo para hogares y empresas (como se ha mencionado anteriormente), en medidores de espesor diseñados para medir y controlar el grosor de las láminas metálicas durante los procesos de fabricación, para medir los niveles de plomo tóxico en muestras de pintura seca y para ayudar a determinar dónde deben perforarse los pozos de petróleo.

El isótopo 252Cf (emisor de neutrones) se utiliza para el análisis de activación de neutrones, para inspeccionar el equipaje de las aerolíneas en busca de explosivos ocultos, para medir el contenido de humedad del suelo y otros materiales, en el registro de perforaciones en geología y en la terapia del cáncer de cuello de útero en humanos.

Además, existen múltiples usos en la agricultura. En la investigación de plantas, la radiación se utiliza para desarrollar nuevos tipos de plantas para acelerar el proceso de desarrollo de productos agrícolas superiores. El control de insectos es otra aplicación importante; las poblaciones de plagas se reducen drásticamente y, en algunos casos, se eliminan exponiendo a los insectos macho a dosis esterilizantes de radiación. El consumo de fertilizantes se ha reducido gracias a la investigación con trazadores radiactivos. Los gránulos de radiación se utilizan en los elevadores de grano para matar insectos y roedores. La irradiación prolonga la vida útil de los alimentos al destruir bacterias, virus y mohos.

Aplicación de los radioisótopos ppt

Los isótopos radiactivos son trazadores eficaces porque su radiactividad es fácil de detectar. Un trazador es una sustancia que puede utilizarse para seguir el camino de esa sustancia a través de alguna estructura. Por ejemplo, las fugas en las tuberías de agua subterráneas pueden descubrirse haciendo correr un poco de agua que contenga tritio a través de las tuberías y luego utilizando un contador Geiger para localizar cualquier tritio radiactivo presente posteriormente en el suelo alrededor de las tuberías. (Recordemos que el tritio, 3H, es un isótopo radiactivo del hidrógeno).

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Los rastreadores también pueden utilizarse para seguir los pasos de una reacción química compleja. Después de incorporar átomos radiactivos a las moléculas reactivas, los científicos pueden rastrear dónde van los átomos siguiendo su radiactividad. Un excelente ejemplo de ello es el uso del carbono 14 radiactivo para determinar los pasos de la fotosíntesis en las plantas. Conocemos estos pasos porque los investigadores siguieron el progreso del carbono-14 radiactivo a lo largo del proceso.

Los isótopos radiactivos son útiles para establecer la edad de diversos objetos. La vida media de los isótopos radiactivos no se ve afectada por ningún factor ambiental, por lo que el isótopo actúa como un reloj interno. Por ejemplo, si se analiza una roca y se descubre que contiene una determinada cantidad de uranio 235 y una determinada cantidad de su isótopo hijo, podemos concluir que una determinada fracción del uranio 235 original ha decaído radiactivamente. Si la mitad del uranio se ha descompuesto, entonces la roca tiene una edad de una vida media del uranio-235, o sea, unos 4,5 × 109 años. Muchos análisis como éste, que utilizan una amplia variedad de isótopos, han indicado que la edad de la propia Tierra es superior a 4 × 109 años.

Aplicación de los radioisótopos en biología

El núcleo inestable de un radioisótopo puede producirse de forma natural o como resultado de la alteración artificial del átomo. En algunos casos se utiliza un reactor nuclear para producir radioisótopos, en otros, un ciclotrón. Los reactores nucleares son los más adecuados para producir radioisótopos ricos en neutrones, como el molibdeno-99, mientras que los ciclotrones son los más adecuados para producir radioisótopos ricos en protones, como el flúor-18.

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El ejemplo más conocido de radioisótopo natural es el uranio. Todo el uranio natural, excepto el 0,7%, es uranio-238; el resto es el uranio-235, menos estable o más radiactivo, que tiene tres neutrones menos en su núcleo.

Los átomos con un núcleo inestable recuperan la estabilidad desprendiéndose del exceso de partículas y energía en forma de radiación. El proceso de desprendimiento de la radiación se denomina desintegración radiactiva. El proceso de desintegración radiactiva de cada radioisótopo es único y se mide con un periodo de tiempo llamado vida media. Un periodo de semidesintegración es el tiempo que tarda la mitad de los átomos inestables en sufrir una desintegración radiactiva.

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