La radioactivitat és l'emissió espontània de partícules o radiacions, o d'ambdues alhora. Aquestes partícules i radiacions procedeixen de la desintegració de determinats núclids que les formen. Es desintegren per causa d'un arranjament en la seva estructura interna.
Les partícules poden ser alfa, beta o neutrons. Les radiacions poden ser gamma i captura K.
La desintegració radioactiva ocorre en nuclis atòmics inestables. És a dir, aquells que no tenen prou energia d'enllaç per mantenir el nucli unit.
La radiació va ser descoberta de forma casual per Antoine-Henri Becquerel. Més tard, amb els experiments de Becquerel, Marie Curie va descobrir altres substàncies radioactives.
Hi ha dos tipus de radioactivitat:
- Radioactivitat natural. El material radioactiu ja ho és a l'estat natural.
- Radioactivitat artificial. La radioactivitat li ha estat induïda per irradiació.
Què és la radioactivitat natural?
La radioactivitat natural és la radioactivitat que es presenta en la naturalesa a causa de les cadenes d'elements radioactius naturals i d'origen no antropogènic. Està present constantment en el medi ambient.
La radioactivitat natural també pot augmentar en un focus per:
- Causes naturals. Per exemple, l'erupció d'un volcà.
- Causes humanes indirectes. Per exemple una excavació a terra per fer els fonaments d'un edifici. O l'explotació de l'energia nuclear.
Què és la radioactivitat artificial?
La radioactivitat artificial és tota radioactivitat o radiació ionitzant d'origen humà. L'única diferència entre radiació natural i la radiació artificial és la seva procedència. Els efectes d'ambdues radiacions són idèntics.
En tots dos casos les radiacions directament ionitzants són radiació alpha i desintegració beta formada per electrons. D'altra banda, les radiacions indirectament ionitzants són radiacions electromagnètiques, com ara els raigs gamma, que són fotons.
Exemples de fonts de radiació artificial:
- Procediments de diagnòstics i tractaments mèdics, com les radiografies, la radioteràpia.
- Medicina nuclear.
- Alguns procediments industrials.
- Obtenció d'energia elèctrica a les centrals nuclears. Reaccions de fissió nuclear.
- Els acceleradors de partícules.
- Armament nuclear.
A l'utilitzar o manipular les fonts de radiació artificial, com en fer-ho amb les naturals, en general és comú que es produeixin residus radioactius.
Tipus d'emissions radioactives
Entre els elements lleugers, les radiacions més freqüents són:
- Les radiacions beta b-, que són electrons procedents del ucli.
- Les radiacions beta b +, que són positrons procedents del ucli.
- Els raigs gamma (g), que són ones electromagnètiques d'alta energia.
- Captura electrónica (desintegraciones K).
- Les radiacions alfa són característiques dels elements pesats.
Cada tipus d'emissió radioactiva té diferent poder de penetració en la matèria i diferent energia d'ionització. Poden causar greus danys en els éssers vius.
Partícules alpha
Les partícules alfa (α) o rajos alfa són una forma de radiació d'alta energia corpuscular ionitzant. Té poca capacitat de penetració en els teixits a causa de que són grans. Consisteixen en dos protons i dos neutrons units per una força forta.
Els raigs alfa, a causa de la seva càrrega elèctrica, interactuen fortament amb la matèria. Són absorbits fàcilment pels materials. Poden viatjar sol uns pocs centímetres en l'aire.
Com afecten els humans?
Poden ser absorbits per les capes més externes de la pell humana i, per tant, no són potencialment mortals llevat que la font es inhali o ingereixi. En aquest cas, els danys serien, en canvi, més grans que els causats per qualsevol altra radiació ionitzant.
Amb dosis altes apareixen tots els símptomes típics d'enverinament per radiació.
Partícules beta
La radiació beta és una forma de radiació ionitzant emesa per certs tipus de nuclis radioactius.
La interacció de les partícules beta amb la matèria generalment té un rang d'acció deu vegades més gran i un poder ionitzant igual a una dècima en comparació amb la interacció de les partícules alfa. Estan completament bloquejats amb uns pocs mil·límetres d'alumini.
Radiació gamma
Els raigs gamma són radiacions electromagnètiques produïdes per la radioactivitat. Estabilitzen el nucli sense canviar el seu contingut de protons. Penetren més profundament que la radiació aob beta, però són menys ionitzants.
Quan un nucli excitat emet radiació gamma, no varia ni la seva massa ni el seu nombre atòmic. Només perd una certa quantitat d'energia.
Efectes sobre la salut
La radiació gamma pot causar greu dany a l'nucli de les cèl·lules, pel que són usats per esterilitzar equips mèdics i aliments.
Què són els nuclis radioactius? radionúclids
Un radionúclid és el conjunt dels nuclis radioactius d'una mateixa espècie. Tots els nuclis radioactius que formen un radionúclid tenen una radioactivitat ben definida, comú a tots ells, que els identifica. De la mateixa manera que un tipus de reacció química identifica els elements que hi participen.
Quantitativament, la radioactivitat és un fenomen estadístic. Per aquest motiu, per valorar cal observar el comportament d'un conjunt dels nuclis de la substància radioactiva de la mateixa espècie. Per la llei dels grans nombres, es defineix una constant radioactiva λ com la probabilitat de desintegració d'un nucli per unitat de temps.
El radionúclid inicial és anomenat pare, i el derivat, fill. Aquesta situació pot continuar al llarg de múltiples filiacions i el conjunt de totes és anomenat família o sèrie radioactiva.
Equilibri radioactiu
El problema es simplifica quan es vol aconseguir l'equilibri radioactiu. Dit també equilibri secular en les sèries radioactives naturals.
Aquest equilibri s'aconsegueix és quan ha passat un temps prou llarg des que s'ha iniciat el procés de filiació, perquè llavors el ritme de les desintegracions és imposat pel radionúclid que té la constant radioactiva més petita.
Tipus de radionúclids
Hi ha dos tipus de radionúclids:
- Núclids radioactius naturals. En la naturalesa es troben uns 300 radionúclids diferents. 25 d'ells són radioactius amb un període molt llarg. Altres 35 tenen un període molt més curt i es creen i es desintegren contínuament en les sèries radioactives.
- Núclids radioactius artificials. Han estat creats i identificats més de 1000 radionúclids artificials. Les quatre sèries radioactives que reben el nom del úclid pare de períodes més llarg.
