Definición de radiactividad (radioactividad)

1. f. Fís. Propiedad que tienen ciertos elementos químicos (radio, uranio, etc.) de transformarse espontáneamente en otros elementos, con emisión de determinadas radiaciones. También llamada «desintegración radiactiva».
   
   ♦ Se aceptan ambas formas: radiactividad y radioactividad.
   
   
   
   Símbolo de radiactividad.
   
   
   La descomposición radioactiva (la radiactividad) ocurre en algunos elementos químicos. La mayoría de los elementos químicos son estables. Los elementos químicos están hechos de átomos. En los elementos estables, el átomo permanece igual. Incluso en una reacción química, los átomos mismos no cambian.
   
   En el siglo XIX, Henri Becquerel descubrió que algunos elementos químicos tienen átomos que cambian. En 1898, Marie y Pierre Curie llamaron a este fenómeno decaimiento radioactivo o radiactividad. Becquerel y los Curies fueron galardonados con el Premio Nobel de Física por este descubrimiento, en 1903.
   
   
   

   La radiactividad: introducción

   
   
   También conocida como desintegración radiactiva, desintegración nuclear o radiación nuclear, la radiactividad es el proceso por el cual un núcleo atómico inestable pierde energía (en términos de masa en su estructura de reposo) mediante la emisión de radiación, como una partícula alfa, una partícula beta con neutrino o sólo un neutrino en el caso de la captura de electrones, o un rayo gamma o electrón en el caso de la conversión interna. Un material que contenga tales núcleos inestables se considera radiactivo. Ciertos estados nucleares de vida corta altamente excitados pueden decaer por la emisión de neutrones, o más raramente, por la emisión de protones.
   
   La desintegración radiactiva es un proceso estocástico (es decir, aleatorio) a nivel de átomos individuales. Según la teoría cuántica, es imposible predecir cuándo se descompondrá un átomo en particular, independientemente de cuánto tiempo haya existido el átomo. Sin embargo, para una colección de átomos, la tasa de desintegración esperada de la colección se caracteriza en términos de sus constantes de desintegración o semivida medidas. Esta es la base de la datación radiométrica. La vida media de los átomos radioactivos no tiene un límite superior conocido, que abarca un rango de tiempo de más de 55 órdenes de magnitud, desde casi instantáneo hasta mucho más largo que la edad del universo.
   
   
   

   Ejemplo de radiactividad

   
   
   La mayoría de los átomos de carbono tienen seis protones y seis neutrones en su núcleo. Este carbono se llama carbono-12 (seis protones + seis neutrones = 12). Su peso atómico es de 12.
   
   Si un átomo de carbono tiene dos neutrones más, es carbono-14. El carbono-14 actúa químicamente como cualquier otro carbono, porque los seis protones y los seis electrones son los que gobiernan sus propiedades químicas. De hecho, el carbono 14 existe en todos los seres vivos; todas las plantas y animales contienen carbono 14.
   
   Sin embargo, el carbono-14 es radioactivo. Se descompone por decadencia beta para convertirse en nitrógeno-14.
   
   El carbono 14, en las pequeñas cantidades que se encuentran sobre nosotros en la naturaleza, es inofensivo. En arqueología, este tipo de carbono se utiliza para determinar la edad de la madera y otros seres vivos. El método se llama datación por radiocarbono.
   
   Para más información leer: Carbono 14 y datación por carbono 14.
   
   
   
   El desastre nuclear en Chernobyl nos recuerda lo peligrosa que puede ser la radiactividad. Licencia.
   
   
   

   Elementos radiactivos naturales y artificiales

   
   
   Hay 28 elementos químicos naturales en la Tierra que son radioactivos, que consisten en 33 radionucleidos (5 elementos tienen 2 radionucleidos diferentes) que datan antes de la época de formación del sistema solar. Estos 33 son conocidos como nucleidos primordiales. Ejemplos bien conocidos son el uranio y el torio, pero también se incluyen los radioisótopos de larga vida naturales, como el potasio-40.
   
   Otros 50 radionucleidos de vida más corta, como el radio y el radón, que se encuentran en la Tierra, son los productos de cadenas de descomposición que comenzaron con los nucleidos primordiales, o son el producto de procesos cosmogénicos en curso, como la producción de carbono 14 a partir de nitrógeno 14 en la atmósfera por los rayos cósmicos.
   
   Los radionucleidos también pueden producirse artificialmente en aceleradores de partículas o reactores nucleares, lo que da como resultado 650 de ellos con vidas medias de más de una hora, y varios miles más con vidas medias aún más cortas.
   
   
   

   Diferentes tipos de decaimiento

   
   
   Ernest Rutherford encontró que hay diferentes maneras en que estas partículas penetran la materia. Encontró dos tipos diferentes, a los que llamó decaimiento alfa y decaimiento beta. Paul Villard descubrió un tercer tipo en 1900. Rutherford lo llamó decaimiento gamma, en 1903.
   
   El cambio de carbono-14 radioactivo a nitrógeno-14 estable es una descomposición radioactiva. Ocurre cuando el átomo emite una partícula alfa. Una partícula alfa es un pulso de energía cuando un electrón o positrón sale del núcleo.
   
   Otros tipos de decaimientos se descubrieron más tarde.
   
   El núcleo radioactivo inicial se denomina núcleo padre y el núcleo en el que se transforma se denomina núcleo hijo. Las partículas de alta energía producidas por los materiales radioactivos se llaman radiación.
   
   Estos varios tipos de decaimiento pueden ocurrir secuencialmente en una "cadena de decaimiento". Un tipo de núcleo se descompone a otro tipo, que se descompone de nuevo a otro y así sucesivamente hasta que se convierte en un isótopo estable y la cadena llega a su fin.
   
   
   

   Velocidad de decaimiento

   
   
   La velocidad a la que se produce este cambio es diferente para cada elemento. La desintegración radioactiva está gobernada por el azar: El tiempo que toma, en promedio para que la mitad de los átomos de una sustancia cambien, se denomina vida media. La tasa está dada por una función exponencial. Por ejemplo, el yodo (131I) tiene una vida media de aproximadamente 8 días. La del plutonio oscila entre 4 horas (243Pu) y 80 millones de años (244Pu).
   
   
   
   
   Pierre y Marie Curie en su laboratorio de París, antes de 1907.
   
   
   

   Historia de la radiactividad

   
   
   La radioactividad fue descubierta en 1896 por el científico francés Henri Becquerel, mientras trabajaba con materiales fosforescentes. Estos materiales brillan en la oscuridad después de la exposición a la luz, y él sospechaba que el brillo producido en los tubos de rayos catódicos por los rayos X podría estar asociado con la fosforescencia. Envolvió una placa fotográfica en papel negro y colocó varias sales fosforescentes sobre ella. Todos los resultados fueron negativos hasta que usó sales de uranio. Las sales de uranio causaron un ennegrecimiento de la placa a pesar de estar envuelta en papel negro. A estas radiaciones se les dio el nombre de "rayos de Becquerel".
   
   Pronto se hizo evidente que el ennegrecimiento de la placa no tenía nada que ver con la fosforescencia, ya que el ennegrecimiento también era producido por sales no fosforescentes de uranio y por uranio metálico. De estos experimentos quedó claro que había una forma de radiación invisible que podía pasar a través del papel y que estaba haciendo que la placa reaccionara como si estuviera expuesta a la luz.
   
   Al principio, parecía que la nueva radiación era similar a las radiografías recientemente descubiertas. Investigaciones posteriores de Becquerel, Ernest Rutherford, Paul Villard, Pierre Curie, Marie Curie y otros demostraron que esta forma de radiactividad era significativamente más complicada. Rutherford fue el primero en darse cuenta de que todos estos elementos se descomponen de acuerdo con la misma fórmula matemática exponencial. Rutherford y su estudiante Frederick Soddy fueron los primeros en darse cuenta de que muchos procesos de decadencia resultaron en la transmutación de un elemento a otro. Posteriormente, la ley de desplazamiento radioactivo de Fajans y Soddy fue formulada para describir los productos de la descomposición alfa y beta.
   
   Los primeros investigadores también descubrieron que muchos otros elementos químicos, además del uranio, tienen isótopos radioactivos. Una búsqueda sistemática de la radiactividad total en los minerales de uranio también guió a Pierre y Marie Curie a aislar dos nuevos elementos: el polonio y el radio. A excepción de la radiactividad del radio, la similitud química del radio con el bario hizo que estos dos elementos fueran difíciles de distinguir.
   
   El estudio de Marie y Pierre Curie sobre la radiactividad es un factor importante en la ciencia y la medicina. Después de que su investigación sobre los rayos de Becquerel los llevó al descubrimiento del radio y del polonio, acuñaron el término "radiactividad".
   
   Su investigación sobre los rayos penetrantes en el uranio y el descubrimiento del radio iniciaron una era de uso del radio para el tratamiento del cáncer. Su exploración del radio podría ser vista como el primer uso pacífico de la energía nuclear y el comienzo de la medicina nuclear moderna.

1. f. Fís. Energía de los cuerpos radiactivos.
2. Calidad de radiactivo.
3. Desintegración espontánea del núcleo de los elementos radiactivos.

Física y química

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