¿Qué es la radiactividad y cómo se origina en la naturaleza?

En este artículo exploraremos la naturaleza física de la radiactividad, el proceso mediante el cual los núcleos atómicos inestables pierden energía y los descubrimientos históricos fundamentales que permitieron comprender este fenómeno subatómico.

¿Cómo se define el proceso de la desintegración radiactiva?

La radiactividad, también conocida como desintegración nuclear, es el proceso estocástico y aleatorio por el cual un núcleo atómico inestable pierde energía mediante la emisión de radiación. Un material que contiene estos núcleos inestables se considera radiactivo. Según la teoría cuántica, resulta imposible predecir el momento exacto en que un átomo particular se desintegrará, aunque sí es posible caracterizar el comportamiento estadístico de una colección completa de átomos mediante su constante de decaimiento y su periodo de semidesintegración.

Quiénes descubrieron la radiactividad y cuáles fueron sus primeros experimentos?

La radiactividad natural fue descubierta en 1896 por el científico francés Henri Becquerel mientras investigaba materiales fosforescentes. Becquerel comprobó que las sales de uranio ennegrecían las placas fotográficas incluso cuando estaban envueltas en papel negro, demostrando la existencia de una radiación invisible. Poco después, Marie Curie y Pierre Curie ampliaron estos estudios determinando que la intensidad de la radiación emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, lo que confirmó que se trataba de una propiedad atómica originada en el núcleo.

Cuáles son las clases principales de radiación ionizante y cómo se diferencian?

La radiación emitida durante la desintegración se clasifica fundamentalmente en tres tipos con diferentes niveles de penetración e ionización: las partículas alfa, las partículas beta y los rayos gamma. Las partículas alfa son núcleos de helio altamente energéticos pero poco penetrantes que pueden ser detenidos con una simple hoja de papel. Las partículas beta consisten en flujos de electrones o positrones con mayor capacidad de penetración que las alfa. Por último, los rayos gamma son ondas electromagnéticas de alta energía que requieren barreras densas y gruesas, como capas de plomo u hormigón, para ser atenuados.

Cómo se produce la radiactividad artificial o inducida?

La radiactividad artificial se genera al bombardear núcleos atómicos estables con partículas apropiadas mediante aceleradores o reactores nucleares. Si la energía de las partículas incidentes es adecuada, penetran en el núcleo bombardeado para formar un nuevo núclido inestable que posteriormente experimenta una desintegración radiactiva. Este tipo de proceso inducido fue descubierto por Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie al bombardear elementos ligeros con partículas alfa, abriendo el camino para el estudio de reacciones nucleares adicionales como la fisión.

Qué instrumentos se emplean para medir la radiactividad y cómo funcionan?

El instrumento estándar para detectar y medir la radiactividad es el contador Geiger. Este dispositivo consiste en un tubo lleno de gas a baja presión que contiene un hilo metálico central sometido a una diferencia de potencial elevada. Cuando una partícula o rayo ionizante penetra en el tubo, libera electrones de los átomos de gas que son atraídos hacia el hilo central, generando una avalancha de corriente eléctrica que se registra en forma de un pulso detectable.

Cuáles son los riesgos biológicos y los límites de dosis permitidos para la salud?

Los efectos biológicos de la radiación ionizante dependen de la dosis absorbida, el tipo de tejido afectado y su sensibilidad específica. Para cuantificar el daño al tejido humano se emplea la dosis equivalente medida en sieverts (Sv). Los organismos internacionales y las normativas de protección radiológica establecen límites estrictos de exposición anual tanto para los trabajadores expuestos en instalaciones nucleares y médicas como para la población general, con el fin de minimizar riesgos como la inducción de cáncer o daños mutagénicos.

Sources & Further Reading

• Real Academia Española y Asociación de Academias de la Lengua Española (2023). Diccionario panhispánico de dudas.
• Stabin, Michael G. (2007). Radiation Protection and Dosimetry: An Introduction to Health Physics. Springer.
• Best, Lara; Rodrigues, George; Velker, Vikram (2013). Radiation Oncology Primer and Review. Demos Medical Publishing.
• Loveland, W.; Morrissey, D.; Seaborg, G.T. (2006). Modern Nuclear Chemistry. Wiley-Interscience.