(Gp:) Quarks (Gp:) Neutrón (Gp:) Electrón (Gp:) MATERIA ~ 10-9 m (Gp:) ÁTOMO ~ 10-10 m (Gp:) NUCLEO ~ 10-14 m (Gp:) NUCLEÓN ~ 10-15 m (Gp:) Protón (Gp:) Átomo ¿DE QUÉ ESTÁN HECHAS LAS COSAS? La materia está formada por átomos y moléculas que se unen para formar los sólidos. Cada átomo está compuesto de un núcleo con carga positiva y unos electrones que orbitan a su alrededor. El núcleo, a su vez, está formado por protones (+) y neutrones, que se denominan nucleones. Éstos nucleones están formados por quarks.
Neutrones Protones Tabla de Isótopos Tabla Periódica ELEMENTOS – ISÓTOPOS En la tabla periódica encontramos los distintos núcleos que podemos encontrarnos en la naturaleza, son los elementos. Cada elemento queda definido por el número de protones que hay en el núcleo. Pero el número de neutrones no es fijo para cada elemento, lo que da lugar a los isótopos, la mayoría de los cuales son inestables y se transforman mediante desintegraciones radiactivas.
¿ ? Masa GRAVITACIONAL Gravitón Neutrino NUCLEAR DÉBIL Bosón Z Electrón Electrón ELECTROMAGNÉTICA Fotón Electrón Quark NUCLEAR FUERTE Gluón Quark Intensidad : 1 Alcance : 1.5 · 10 –15 m Intensidad : 10 –2 Alcance : Infinito Intensidad : 10–13 – 10–13 Alcance : 2 · 10 –18 m Intensidad : 10–38 Alcance : Infitnito LAS 4 INTERACCIONES DE LA NATURALEZA Todos los procesos que ocurren en la naturaleza pueden ser descritos mediante las cuatro interacciones que tienen lugar en la naturaleza. Los físicos actualmente están tratando de encontrar una teoría que sea capaz de unificarlas.
TIPOS DE RADIACTIVIDAD Partícula Alfa Partícula Beta menos (electrón) Antineutrino Partícula Beta más (positrón) Neutrino Rayo Gamma (Fotón) A, Z A, Z-1 A, Z+1 A-4, Z-2 A, Z A, Z A, Z A, Z DESINTEGRACIÓN ALFA DESINTEGRACIÓN BETA MENOS DESINTEGRACIÓN BETA MÁS DESINTEGRACIÓN GAMMA La radiactividad consiste en la emisión de partículas y radiaciones de parte de los átomos de algunos elementos. Son radiactivos aquellos elementos que tienen un número muy elevado de protones y neutrones. se transforman, por emisión de partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones), gamma (fotones), en otros elementos nuevos, que pueden ser o no, a su vez, radiactivos.
ALFA a BETA ß GAMMA ? NEUTRÓN Papel Cobre Hormigón Plomo ¿QUÉ SON CAPACES DE ATRAVESAR LAS RADIACIONES? Las distintas radiaciones tienen distinta capacidad de penetración en los medios materiales debido a las interacciones que intervienen en el proceso de frenado de las partículas y propiedades de las mismas partículas como masa, carga, …
RADIACTIVIDAD NATURAL La radiación natural a la que está expuesta la población proviene de la desintegración de isótopos radiactivos en la corteza terrestre, de la radiación cósmica y de los isótopos radiactivos que forman parte de los seres vivos, también llamada radiación interna Radón 40% Tratamientos Médicos 17% Rayos Cósmicos 12% Radiación Gamma 15% Radiación Interna 15% Otros 1%
RAYOS CÓSMICOS Los Rayos Cósmicos vienen del espacio con gran energía y dan lugar en la atmósfera a una cascada de partículas de los más variado. Pueden llegar a atravesar la tierra de lado a lado sin detenerse
Radiactividad en la corteza terrestre Los elementos radiactivos naturales se encuentran distribuidos en forma bastante uniforme en las rocas y suelos de la corteza terrestre, la cual está constituida principalmente por basalto y granito Principales Radionucleidos
La radiación interna proviene de las sustancias radiactivas presentes en los alimentos, en el agua y en el aire, las cuales, al ser ingeridas o inhaladas, se absorben en los tejidos vivos. Los principales isótopos radiactivos que contiene el cuerpo humano son el potasio-40, el carbono-14 y el tritio RADIACIÓN INTERNA (Gp:) Radiactividad Natural en la Comida
Radiactividad Natural en tu Cuerpo (Gp:) Núcleo (Gp:) Masa Total del Nucleo Dentro del Cuerpo (Gp:) Actividad Total del Núcleo Dentro del Cuerpo (Gp:) Consumo Diario de Núcleos (Gp:) Uranio (Gp:) 90 µg (Gp:) 30 pCi (1.1 Bq) (Gp:) 1.9 µg (Gp:) Torio (Gp:) 30 µg (Gp:) 3 pCi (0.11 Bq) (Gp:) 3 µg (Gp:) Potasio 40 (Gp:) 17 mg (Gp:) 120 nCi (4.4 kBq) (Gp:) 0.39 mg (Gp:) Radio (Gp:) 31 pg (Gp:) 30 pCi (1.1 Bq) (Gp:) 2.3 pg (Gp:) Carbón 14 (Gp:) 95 µg (Gp:) 0.4 µCi (15 kBq) (Gp:) 1.8 µg (Gp:) Tritio (Gp:) 0.06 pg (Gp:) 0.6 nCi (23 Bq) (Gp:) 0.003 pg (Gp:) Polonio (Gp:) 0.2 pg (Gp:) 1 nCi (37 Bq) (Gp:) ~0.6 µg RADIACIÓN INTERNA
El radón que emana continuamente de la superficie terrestre. El radón es un gas y por tanto es respirado por los seres vivos. Cuando este elemento queda atrapado en algún recinto su concentración puede aumentar considerablemente y causar daño en los seres vivos EL RADÓN EN NUESTRAS VIDAS
MATERIALES DE CONSTRUICCIÓN La gran mayoría de los materiales que el hombre utiliza en la construcción de casas habitación proceden de elementos que existen en la corteza terrestre, los cuales serán radiactivos en mayor o menor grado, dependiendo de su naturaleza y procedencia (Gp:) Material (Gp:) Uranio (Gp:) Torio (Gp:) Potasio (Gp:) ppm (Gp:) mBq/g (pCi/g) (Gp:) ppm (Gp:) mBq/g (pCi/g) (Gp:) ppm (Gp:) mBq/g (pCi/g) (Gp:) Granito (Gp:) 4.7 (Gp:) 63 (1.7) (Gp:) 2 (Gp:) 8 (0.22) (Gp:) 4.0 (Gp:) 1184 (32) (Gp:) Arenisca (Gp:) 0.45 (Gp:) 6 (0.2) (Gp:) 1.7 (Gp:) 7 (0.19) (Gp:) 1.4 (Gp:) 414 (11.2) (Gp:) Cemento (Gp:) 3.4 (Gp:) 46 (1.2) (Gp:) 5.1 (Gp:) 21 (0.57) (Gp:) 0.8 (Gp:) 237 (6.4) (Gp:) Hormigón Calizo (Gp:) 2.3 (Gp:) 31 (0.8) (Gp:) 2.1 (Gp:) 8.5 (0.23) (Gp:) 0.3 (Gp:) 89 (2.4) (Gp:) Hormigón Arenisca (Gp:) 0.8 (Gp:) 11 (0.3) (Gp:) 2.1 (Gp:) 8.5 (0.23) (Gp:) 1.3 (Gp:) 385 (10.4) (Gp:) Dry wallboard (Gp:) 1.0 (Gp:) 14 (0.4) (Gp:) 3 (Gp:) 12 (0.32) (Gp:) 0.3 (Gp:) 89 (2.4) (Gp:) Derivados del Yeso (Gp:) 13.7 (Gp:) 186 (5.0) (Gp:) 16.1 (Gp:) 66 (1.78) (Gp:) 0.02 (Gp:) 5.9 (0.2) (Gp:) Yeso Natural (Gp:) 1.1 (Gp:) 15 (0.4) (Gp:) 1.8 (Gp:) 7.4 (0.2) (Gp:) 0.5 (Gp:) 148 (4) (Gp:) Madera (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) 11.3 (Gp:) 3330 (90) (Gp:) Ladrillo de Arcilla (Gp:) 8.2 (Gp:) 111 (3) (Gp:) 10.8 (Gp:) 44 (1.2) (Gp:) 2.3 (Gp:) 666 (18)
Diagnóstico Radiológico (Rayos X) Medicina Nuclear Radioterapia RADIACIÓN EN MEDICINA El uso de la radiación en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades se ha convertido en una herramienta básica en medicina. Con ella se ha podido realizar exploraciones del cerebro y los huesos, tratar el cáncer y usar elementos radiactivos para dar seguimiento a hormonas y otros compuestos químicos de los organismos.
CÁMARA DE NIEBLA La cámara de niebla es un dispositivo que nos permite detectar partículas elementales y otras radiaciones ionizantes como partículas alfa, beta y electrones resultantes de la ionización producida por rayos gamma. El funcionamiento consiste en la condensación de alcohol en torno a iones formados por el paso de dichas partículas.
EFECTO FOTOELÉCTRICO El efecto fotoeléctrico consiste el la absorción puntual de toda la energía de un fotón. Este fotón cede toda su energía a un electrón cuyo recorrido antes ser parado por el medio es mucho menor, dando lugar a la liberación de otros electrones. Todo esto provoca la generación de gran cantidad de iones en torno al punto inicial de absorción, pudiéndose observar en la cámara de niebla cúmulos de condensación como los que se observan en la foto. Fotoelectrón Fotón
(Gp:) Partícula Alfa (Gp:) A-4, Z-2 (Gp:) A, Z PARTÍCULA ALFA – Nucleo de Helio Trayectorias gruesas y rectilíneas
(Gp:) Partícula ß- (Gp:) Antineutrino (Gp:) A, Z+1 (Gp:) A, Z PARTÍCULA BETA – Electrón o Positrón Trayectorias fina y erráticas
DOBLE ALFA EN CASCADA
DOBLE ALFA EN CASCADA