La paraula "radiació" fa referència a energia que viatja a través de l'espai en forma d'ones o partícules. El fenomen de la radioactivitat es produeix quan els àtoms es desintegren i deixen anar partícules alfa, beta i gamma.
El material radioactiu és aquell que emet aquestes radiacions sense necessitat de cap font externa. Si som estrictes amb aquesta definició tots els materials existents contenen isòtops radioactius, fins i tot les persones. Tot i això, la majoria no presenten cap perill per a la salut i no requereixen cap tipus de protecció. Quan la proporció de radioactivitat és prou gran i requereix protecció, s'anomena substància radioactiva.
En aquesta guia veurem una explicació sobre el material radioactiu, així com alguns exemples per entendre'n millor el significat.
Què són els materials radioactius?
El material radioactiu és un material que conté partícules radioactives. Les partícules radioactives són àtoms que es descomponen de forma espontània, alliberant radiació. La radiació pot ser perjudicial per al cos humà si s'hi exposa durant un període prolongat de temps.
El material radioactiu es fa servir en una varietat de contextos, per exemple, en la medicina i en la investigació. En medicina, el material radioactiu es fa servir per tractar malalties com el càncer. A la investigació, el material radioactiu s'utilitza per estudiar els àtoms i les molècules.
Residus nuclears
Els residus nuclears són els materials radioactius que es generen com a subproductes de lexplotació de lenergia nuclear.
Alguns exemples de residus nuclears són els combustibles usats en reactors nuclears, els productes de fissió i les deixalles de radioactivitat.
Les centrals nuclears són capaces d'obtenir una gran quantitat d'energia elèctrica en controlar una reacció en cadena de reacció de fissió d'urani. Tot i això, el combustible gastat és un emissor important de radiació ionitzant.
Hi ha protocols especials per gestionar els materials radioactius de les centrals nuclears que inclouen tant el combustible gastat com roba, eines i altres elements radioactius.
Què és la radioactivitat?
La radioactivitat és un fenomen natural o artificial pel qual alguns elements químics (els anomenats radioisòtops) es desintegren espontàniament, emeten radiacions i/o alliberen energia.
La majoria dels radioisòtops són estables, però n'hi ha alguns que són inestables i es desintegren amb el temps. La velocitat a què es produeixen aquestes reaccions és diferent per a cada radioisòtop.
La radioactivitat pot ser natural o artificial. L'anomenada radioactivitat natural és l'emissió de radiació ionitzant que es produeix de manera natural a l'interior de la Terra. L'anomenada radioactivitat natural és un fenomen físic que passa a tot arreu del món i que és present en tots els éssers vius.
No obstant això, hi ha processos químics per aconseguir que els àtoms siguin encara més inestables per, per exemple, facilitar les reaccions en cadena als reactors nuclears. El plutoni és un exemple de material radioactiu creat artificialment.
Tipus de radiació
La radiació es pot mostrar mitjançant l'emissió de tres tipus de partícules:
-Radiació alfa: Consisteix en partícules amb càrrega positiva, nuclis d'heli (4He), que s'emeten pels nuclis d'àtoms inestables. Té un abast reduït i no travessa la pell i, no tan sols un full de paper. Aquest tipus de radiació, però, és perillosa si s'inhala o ingereix.
-Radiació beta: Es tracta de partícules elèctricament carregades que s'emeten pels nuclis d'àtoms inestables. La radioactivitat beta és menys perjudicial que l'alfa, ja que la majoria de les partícules beta s'aturen a la pell.
-Radiació gamma: un raig gamma és un tipus d'ona electromagnètica similar a la llum, però amb una freqüència molt més gran. Les radiacions gamma són altament penetrants i poden ser molt perjudicials.
Qui va descobrir els materials radioactius?
La radioactivitat va ser descoberta el 1896 pel físic francès Henri Becquerel de manera casual mentre treballava amb una placa fotogràfica. Ell va notar que un vidre d'urani emetia raigs invisibles, fins i tot quan estava tancat en un calaix.
Becquerel va compartir el Premi Nobel de Física del 1903 amb Marie Curie i Pierre Curie pels seus treballs relacionats amb la radioactivitat.
Quins són els diferents tipus de materials radioactius?
Els materials radioactius es divideixen en tres categories principals: òxids, metalls i sal.
-
Els òxids dels elements pesants, com ara l'urani i el tori, són els més radioactius.
-
Els metalls, que inclouen el plom i el mercuri, són menys radioactius que els òxids.
-
Les sals, com ara la sal de roca o el clorur de sodi, són generalment menys radioactives que els òxids o els metalls.
Com es mesura la radiació que té un material?
La radiació d'un material es mesura mitjançant l'ús d'un instrument anomenat radiòmetre. Aquest dispositiu està compost per una càmera sensible a la radiació, que es troba a linterior duna esfera opaca. La càmera està connectada a un comptador de Geiger, que registra la quantitat de radiació present al material.
El comptador Geiger és un dispositiu de descàrrega de gas per al recompte automàtic de partícules ionitzants que ingressen al comptador. Aquest dispositiu va ser inventat el 1908 per Hans Geiger .
Una unitat habitual per mesurar la radiació és el sievert (Sv). Aquesta unitat indica el potencial per causar dany als òrgans i teixits de les persones.
Com que el sievert és una unitat molt gran, habitualment s'utilitzen unitats menors com el milisievert (mSv).
Com afecten els materials radioactius a la salut?
Els materials radioactius emeten radiació que pot ser molt perjudicial per a la salut, ja que pot causar càncer i altres malalties greus.
Els efectes de lexposició a materials radioactius sobre la salut depenen de la quantitat de radiació a què sestà exposat, així com de la durada de lexposició. L'alliberament més important de material radioactiu es va produir a conseqüència de l'accident nuclear de Txernòbil. La major part d'aquest material es va dipositar als voltants de la central perquè aquests elements es van veure afectats pel camp magnètic terrestre.
D'altra banda, la persona que va rebre una dosi més alta de radiació va ser Hisashi Ouchi a una planta de processament combustible nuclear.
Per tant, és important evitar lexposició a materials radioactius si és possible.
Exemples d'elements radioactius
A continuació mostrem alguns exemples destacats d'elements radioactius:
-
L'aigua pesada: l'aigua pesada és una forma d'aigua que conté un nombre més gran d'àtoms d'hidrogen que l'aigua normal. És radioactiva pel fet que el nucli dels àtoms d'hidrogen és més a prop del nucli de l'àtom d'oxigen.
-
Els isòtops d'urani: els isòtops són àtoms d'un element químic que tenen el mateix nombre atòmic, però difereixen en el nombre de neutrons al nucli. Alguns isòtops són estables, mentre que altres són inestables i es descomponen amb el temps com passa amb els d'urani, plutoni o tori. Els isòtops inestables s'anomenen isòtops radioactius.
-
Els elements transurànics: els elements transurànics són aquells elements amb un nombre atòmic superior a 92 (l'urani). A causa de la seva estructura, aquests elements són altament inestables i es descomponen ràpidament a altres substàncies.
En aquest lloc web pots consultar les substàncies radioactives més importants .
Quins són els materials radioactius més comuns?
Els materials radioactius més comuns són l'urani, el plutoni i el tori. Aquests elements es troben a la natura i s'utilitzen a la indústria per generar energia nuclear.
L'urani és el material radioactiu més abundant a la Terra i es troba a roques i minerals. El plutoni és un element artificial creat als reactors nuclears. El tori és un element natural que es troba a l'escorça terrestre.
Quin és el material radioactiu més perillós?
El material radioactiu més perillós és el plutoni i és una de les substàncies més tòxiques per a l'ésser humà. El plutoni és un metall pesat que es troba a la natura en petites quantitats.
D'una banda, no pot penetrar la pell, però si s'ingereix o s'inhala després d'una fuita o en un accident nuclear, les partícules de plutoni poden afectar els ossos, els pulmons o altres òrgans importants i, amb el temps, poden causar càncer .
El plutonio se usa comúnmente en armas nucleares y centrales nucleares.