Hace tiempo tengo una curiosidad que no logro resolver por mucho que hago búsquedas.
¿Por qué se suele decir que la radiación artificial creada por el hombre carga la atmósfera de iones positivos si todos los aparatos o dispositivos que utilizamos se basan en electrones?
También quería saber si es cierto que los materiales radiactivos naturales producen iones negativos.
La radiactividad es el fenómeno por el cual los átomos inestables experimentan desintegraciones espontáneas, que van generalmente acompañada de la emisión de radiación. La radiación transmite su energía a través del medio y puede ser de dos tipos: ionizante y no ionizante.
Dependiendo del rango en el espectro de energía electromagnética, las radiaciones pueden ser no ionizantes como calor, microondas, luz visible u otras, y radiaciones ionizantes como rayos X y rayos gamma. Las ondas electromagnéticas se caracterizan esencialmente por su energía, que varía inversamente a la longitud de onda, las radiaciones ionizantes son las de más energía y menor longitud de onda.
El término “radiación” se refiere en general, a la emisión de energía en forma de ondas electromagnéticas. Son ondas electromagnéticas: las ondas de radio, las microondas, la radiación ultravioleta, los rayos X, los rayos γ y la luz visible. Se propagan a la velocidad de la luz (300.000 Km/s) y de todas ellas, el ojo sólo puede percibir la luz visible. Para detectar la existencia de las demás se necesitan instrumentos especiales (detectores de radiación). También se usa la palabra “radiación” para designar a algunas partículas que se mueven a gran velocidad, como electrones y neutrones. Estas partículas se encuentran en el átomo, que es la parte más pequeña en que podemos dividir la materia.
Cuando la energía de la radiación es muy grande puede arrancar electrones de los átomos de una sustancia y por eso se llama “radiación ionizante”. Las radiaciones ionizantes pueden estar formadas por fotones como los de la luz, (rayos X y radiación gamma) o por partículas (electrones, neutrones, partículas alfa, beta). Estas radiaciones pueden atravesar los materiales, por lo cual son muy útiles para el diagnóstico y/o tratamiento de algunas patologías.
Se puede emitir radiación ionizante en el proceso de desintegración de núcleos inestables o por desexcitación de los átomos y sus núcleos desde fuentes naturales como el sol, las estrellas o la radiación cósmica. También puede ser producida artificialmente por máquinas de rayos X, reactores nucleares, ciclotrones y otros dispositivos. Durante la desintegración radiactiva, los rayos gamma (γ) a menudo se producen junto con otros tipos de radiación, como partículas alfa (α) o beta (β). El proceso de desintegración radiactiva es el mismo procedente de fuentes naturales o artificiales.
Cuando un núcleo emite una partícula alfa o beta, el núcleo resultante o núcleo hijo queda a veces en un estado excitado que, después de la desexcitación, vuelve a un nivel de energía más bajo al emitir un rayo gamma, de la misma manera un electrón atómico puede, en la mayoría de los casos, saltar a un nivel de energía más bajo emitiendo luz visible. Posteriormente la radiación ionizante que se produce puede arrancar electrones de los átomos de la materia que atraviesa o en la que se deposita y romper los enlaces entre los átomos de una molécula.
Las características de los cuatro tipos principales de radiación emitida por material radiactivo, a saber, radiación alfa, beta, gamma y neutrones, son las siguientes:
- La radiación alfa tiene un alcance relativamente corto, atravesando solo unos pocos centímetros en aire. Puede detenerse con una hoja de papel y no puede penetrar las capas exteriores de la piel humana. Por esta razón, la radiación alfa se convierte en un peligro solo si un radionucleido emisor alfa entra en el cuerpo. Ejemplos de los emisores de partículas alfa son el americio-241 y el polonio-210.
- La radiación beta puede viajar varios metros en el aire y penetrar a través de la piel inadecuadamente protegida. Los emisores de radiación beta se consideran principalmente un peligro si hay contaminación interna, pero la deposición en la piel de radionucleidos que emiten partículas beta de suficiente energía (como cesio-137) puede dar lugar a "quemaduras cutáneas”.
- La radiación gamma es muy penetrante y puede atravesar la mayoría de los materiales incluido el cuerpo humano. Por esta razón, la radiación gamma se considera que tiene riesgo por irradiación externa, aunque también puede haber riesgo de contaminación interna si el isótopo se ingiere o se inhala. Ejemplos de emisores de radiación gamma son el Iridio-192 y el Cobalto-60.
- Los neutrones se emiten en los procesos de fisión y reacción nucleares, o cuando algún material radiactivo sufre desintegración espontánea.
La mayoría de las dosis de radiación absorbidas por el ser humano provienen de “fuentes naturales” tales como fuentes cósmicas y terrestres, y por inhalación o ingesta de isótopos radioactivos que hay en la naturaleza. La radiación gamma emitida por fuentes naturales es en gran parte debido a radionucleidos principalmente las series del 232Th y 238U y sus productos de desintegración, así como 40K, que existen en niveles de traza en la corteza terrestre. Sus concentraciones en el suelo, las arenas y las rocas dependen de la geología local de cada región del mundo, por ello, el FONDO Radiactivo Natural es diferente dependiendo de la zona terrestre en la que nos encontremos. La dosis promedio que reciben las personas de la radiación de fondo natural es alrededor de 2,4 mSv/año.
Un saludo
Bibliografía
- D. Delacroix, J. P. Guerre, P. Leblanc, C. Hickman, and B. C. Penney, “Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook,” Radiat. Prot. Dosimetry, vol. 98, no. 1, pp. 1–168, Feb. 2002.
- Riesgos derivados del uso de las radiaciones ionizantes: ¿Qué deben saber los pacientes?. Página web de la SEPR
En adición a nuestra respuesta y atendiendo a lo que usted alega, le ampliamos la información:
La Radiactividad es un fenómeno que se produce en núcleos atómicos inestables que se desintegran a otro estable mediante la emisión de gran cantidad de Energía en forma de Radiación Ionizante. La energía y la naturaleza de la radiación emitida es característica de cada elemento radiactivo y de cada proceso de desintegración.
Como ya se le informó en la contestación a su consulta, las radiaciones ionizantes pueden estar formadas por ondas electromagnéticas, semejantes a los fotones de luz pero con mayor energía, como son los rayos X y los rayos gamma (γ), o bien pueden estar formadas por partículas como los neutrones (sin carga, son neutros), partículas alfa (α) cargadas positivamente, y beta (β) (electrones negativos o positrones positivos).
Los rayos gamma proceden de la desintegración de los núcleos inestables y los rayos x proceden de la corteza del átomo, que es donde se encuentran los electrones. Por otro lado, las partículas, a excepción de los neutrones que no tienen carga, son partículas cargadas positivas o negativas. Durante la desintegración radiactiva, los rayos gamma a menudo se producen junto con otros tipos de radiación, como partículas alfa o beta.
Cuando un núcleo emite una partícula alfa o beta, el núcleo resultante o núcleo hijo queda a veces en un estado excitado que, después de la desexcitación, vuelve a un nivel de energía más bajo al emitir un rayo gamma, de la misma manera un electrón atómico puede, en la mayoría de los casos, saltar a un nivel de energía más bajo emitiendo luz visible. Posteriormente la radiación ionizante que se produce puede arrancar electrones de los átomos de la materia que atraviesa o en la que se deposita y romper los enlaces entre los átomos de una molécula.
Recuerde que la radiación trasmite su energía a través del medio con el que interacciona, produciendo ionizaciones secundarias, y que el proceso de desintegración radiactiva es el mismo en isótopos radiactivos tanto naturales como artificiales.
Como ve, la variabilidad de los fenómenos englobados en los procesos radiactivos no permite generalizar la relación entre la radiación y un exceso de iones positivos o negativos. Adicionalmente existen otros mecanismos no asociados a la radiación que pueden producir iones, como el efecto fotoeléctrico, tormentas eléctricas, efectos de corrientes de agua, etc…
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