Aplicaciones Científicas - Sociedad Nuclear Mexicana

¿Cuáles son las aplicaciones
científicas de la radiactividad?
Tema 7
¿Cuáles son las aplicaciones científicas
de la radiactividad?
En la actualidad podemos
encontrar
aplicaciones
pacificas
de
la
radiactividad en el campo
científico.
Tema 7
¿Cuáles son las aplicaciones científicas
de la radiactividad?
A la Hidrología
En este campo los isotopos
desempeñan muchas actividades
dentro de la investigación. Los
métodos mas comunes son:
 Empleo de isotopos artificiales:
tritio 1H3, yodo radiactivo 53I131
 Empleo de isotopos ambientales:
18
2
3
8O , 1H (deuterio) e 1H (tritio)
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¿Cuáles son las aplicaciones científicas
de la radiactividad?
A la Hidrología
Algunos ejemplos de aplicación de
esos isotopos son:
 Determinación del origen y la edad
del agua subterránea en zonas
áridas y semiáridas en donde se
prevé impulsar el desarrollo
agrícola e industrial y, con el fin de
conocer sus flujos y la viabilidad
de extraer esa agua o no.
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de la radiactividad?
A la Hidrología
 Determinación
de
la
contaminación del agua o su
alta salinidad por métodos
isotópicos.
 Evalúan la vulnerabilidad del
agua
subterránea
a
la
contaminación
de
la
superficie, determinando que
rápido se mueve y donde se
esta recargando.
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A la Hidrología
 Empleo de radioisótopos
artificiales en mediciones de
acumulación de sedimentos y
determinación de erosión.
 Empleo de isotopos ambientales y
artificiales para estudio de
interacciones del agua
subterránea y la matriz de roca de
los acuíferos. Se obtiene edad,
dirección, flujo, velocidad,
conexión, dispersión y conexión
con aguas superficiales.
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de la radiactividad?
A la Hidrología
 En
estudios
de
aguas
superficiales
es
posible
caracterizar y medir las
corrientes de aguas, lluvias y
de nieve; caudales de ríos,
fugas en embalses, lagos y
canales y la dinámica de
lagos y depósitos.
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A la Geología
En este campo los métodos nucleares
juegan un papel importante para
determinar la física y la química del
suelo.
Los métodos utilizados con fines de
exploración son:
Espectrometría con rayos gamma
Dispersión de rayos gamma
Emisión de neutrones
Neutrones pulsados
Radón natural.
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A la Geología
Los cuales se utilizan en
investigaciones
de
rocas,
suelos, biología y agua, como
para determinar contactos entre
rocas ocultos por materiales de
relleno, como en la búsqueda de
minerales radioactivos
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de la radiactividad?
A la Geología
Algunos ejemplos son:
 Radiografía
de
pozos
de
sondeo,
permite
medir
la
densidad, la porosidad y los
elementos químicos, así como
determinar las características de
las formaciones rocosas.
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A la Geología
•Calculo de edad de rocas con
Potasio –Argón (19K40-18Ar40)
radiactivos.
Método utilizado por los geólogos
para determinar la edad de rocas
volcánicas de hasta 5 millones de
años y no menor de 100.000 años,
procedentes de la solidificación del
magma. Únicamente se puede datar
yacimientos
sepultados
por
erupciones volcánicas.
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A la Arqueología
 Datación radio isotópica.
El método permite determinar la
edad de los objetos con contenido
de 6C14 que tenga entre 1000 y
40000 años. Se utiliza ampliamente
para conocer la edad de suelos,
conchas,
sedimentos
marinos,
árboles,
sitios
arqueológicos,
huesos y tejidos.
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El carbono radiactivo se desintegra con una
tasa de decaimiento conocida. Los
paleontólogos pueden determinar la edad
de un fósil midiendo la cantidad de
carbono14 remanente que contiene.
Aplicaciones a la Arqueología
Carbono12
estable
Fósil
Una pequeña porción
del fósil es incinerada
y convertida en gas
(dióxido de carbono)
Los organismos vivos absorben
carbono14 (carbono radiactivo
durante sus vidas)
Carbono14
inestable
El carbono14
decae en
nitrogeno14
despidiendo un
electrón
Nitrógeno
Electrón
Un contador de radiación
registra el numero de
electrones emitidos
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de la radiactividad?
A la Geoquímica
Empleo
de
radioisótopos
ambientales como instrumento
de datación en geoquímica. Por
ejemplo, el desarrollo de la
espectrometría por acelerador
de masa, técnica que permite
detectar concentraciones bajas
de radioisótopos ambientales en
muestras muy pequeñas.
Acelerador Tandreton AMS
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de la radiactividad?
A la Geoquímica
Actualmente en numerosos
laboratorios
se
realizan
investigaciones
climatológicas con empleo de
técnicas isotópicas. Pues se
ha
demostrado
que
los
isotopos
ambientales
constituyen
un
método
importantísimo para investigar
el clima.
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A el medio ambiente
En la mayoría de los casos, los
radioisótopos y los isótopos estables
son
ideales para conocer las
cantidades exactas de las sustancias
contaminantes en los lugares en que
se presentan, así como el origen y las
causas de la contaminación. A través
de un procedimiento llamado Análisis
por
Activación
Neutrónica,
que
consiste en irradiar una muestra para
luego ver su emisión de espectro y así
saber qué elementos componen la
muestra y en qué concentración.
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de la radiactividad?
A el medio ambiente
En el caso del aire, los isotopos no
sólo son útiles para medir o
determinar las vías de desplazamiento
de las sustancias contaminantes; los
métodos nucleares como la irradiación
con haces electrónicos también
pueden emplearse exitosamente para
para transmutar sustancias gaseosas
contaminantes (SO2, NO).
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A el medio ambiente
En el agua, se aprovechan los diferentes
comportamientos
químicos
de
determinados isotopos de Torio y Uranio,
para medir a qué velocidad las células
microscópicas del fitoplancton se unen en
partículas de mayor tamaño, que
posteriormente
se
sumergen,
abandonando las capas superiores
biológicamente productivas por causa de
la contaminación.
Otro método utilizado para conocer la
cantidad de contaminación es el de 6C14,
utilizado como trazador radiactivo.
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A el medio ambiente
En el suelo, los métodos
nucleares son ideales para
evaluar con exactitud el origen y
el grado de la contaminación.
En muchos casos, permite
determinar la fuente exacta de la
contaminación del suelo con
respecto a los cuales los
métodos isotópicos desempeñan
un papel importante.
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de la radiactividad?
A la Química
Una de las aplicaciones de los
isótopos radiactivos en química
fue en el estudio de las
velocidades de una reacción
reversible para establecer las
condiciones de equilibrio.
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A la Química
En esta rama se han hecho
estudios en las determinaciones
de radioisótopos ambientales.
Las técnicas disponibles para este
fin son:
• Espectrometría gamma, usando
detectores de yoduro de sodio y
germanio.
• Espectrometría alfa,
detectores de silicón.
Detector de Silicón
usando
• Mediciones de emisiones beta.
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A la Biología
La introducción de compuestos
radiactivos
marcados
ha
permitido
observar
las
actividades biológicas hasta en
sus más mínimos detalles,
dando un gran impulso a los
trabajos de carácter genético.
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de la radiactividad?
A la ciencia de materiales
Utilizando haces de neutrones generados
por reactores, es posible llevar a cabo
diversas investigaciones en este campo.
Por
ejemplo,
se
puede
obtener
información respecto de estructuras
cristalinas, defectos en sólidos, estudios
de
monocristales,
distribuciones
y
concentraciones de elementos livianos en
función de la profundidad en sólidos, etc.
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de la radiactividad?
A la Instrumentación
En este campo, se utilizan
instrumentos radio isotópicos
que permiten realizar mediciones
sin contacto físico directo. Se
utilizan indicadores de nivel, de
espesor o bien de densidad,
también en detectores de humo.
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de la radiactividad?
A la Imagenología
Es posible obtener imágenes de piezas
con su estructura interna utilizando
radiografías en base a rayos gamma o
bien con un flujo de neutrones. Estas
imágenes reciben el nombre de
Gammagrafía
y
Neutrografía
respectivamente. También se utiliza en
la medicina y en la industria.
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A a la Nutrición
Los trazadores de isótopos estables
de hidrogeno, carbono, nitrógeno y
oxigeno ofrecen posibilidades únicas
para estudiar sobre la adaptación
metabólica de los seres humanos a
otro medio a niveles bajos de
ingestión o al tratamiento de la
enfermedad de debilitación en los
niños y de enfermedades infecciosas
como la hepatitis viral.
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A la Nutrición
Las técnicas analíticas nucleares
también se han utilizado para
obtener información sobre las
captaciones dietéticas de diferentes
elementos en virtud de la dieta
normal en diferentes países del
mundo, las cuales aportan datos
importantes para la elaboración de
las directrices dietéticas.
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Irradiación de Alimentos
Tecnología segura para reducir el riesgo
de ETA (Enfermedades Transmitidas por
Alimentos),
en
la
producción,
procesamiento,
manipulación
y
preparación de alimentos de alta
calidad. Es a su vez, una herramienta
que sirve como complemento a otros
métodos para garantizar la seguridad y
aumentar la vida en anaquel de los
alimentos.
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Irradiación de Alimentos
Se utilizan actualmente 4 fuentes de
energía ionizante para exponer el
producto:
-Rayos gamma provenientes de Cobalto
radioactivo 60Co
-Rayos gamma provenientes de Cesio
radioactivo 137Cs
-Rayos X, de energía no mayor de 5
megaelectron-Volt
-Electrones acelerados, de energía no
mayor de 10 MeV
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Irradiación de Alimentos
La clasificación de la OMS según la dosis,
es la siguiente:
Dosis Baja : es usada para demorar los
procesos fisiológicos, como maduración y
senescencia de frutas frescas y vegetales, y
para controlar insectos y parásitos en los
alimentos.
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Irradiación de Alimentos
Dosis Media : Es usada para reducir los
microorganismos
patógenos
y
des
componedores de distintos alimentos; para
mejorar propiedades tecnológicas de los
alimentos, como reducir los tiempos de
cocción de vegetales deshidratados; y para
extender la vida en anaquel de varios
alimentos.
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Irradiación de Alimentos
Símbolo "Radura". Debe aparecer
impreso en verde en el etiquetado de
los productos alimenticios tratados
por irradiación.
Dosis Alta : es usada para la
esterilización
de
carne,
pollo,
mariscos y pescados, y otras
preparaciones en combinación con
un leve calentamiento para inactivar
enzimas, y para la desinfección de
ciertos alimentos o ingredientes,
como ser especias.
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Esterilización
La esterilización de productos médicos y
dispositivos por Rayos Gamma proveniente de
cobalto60 es un método aceptable para la OMS
Y LA FAO. El proceso de esterilización sólo
toma un par de horas esto hace que el material
sea completamente estéril dentro de su envase
sin abrir. Nada se mantiene vivo en los
materiales y el proceso no causa que los
productos se vuelvan radiactivos.
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