Método radiactivo (página 2)

3. UTILIDADES/APLICACIONES DEL MÉTODO DE RADIACTIVO.

• la presencia de sustancias radiactivas en la rocas puede ser utilizada en la búsqueda de yacimientos minerales de los elementos radiactivos como el uranio, el torio y también para obtener diagrama de pozos petrolíferos; además nos permite detectar minerales de interés comercial que pueden ser descubiertos por su asociación con dichos elementos.
• La búsqueda de uranio ha sido, naturalmente el objetivo principal de gran cantidad de esfuerzos dedicados a la prospección radiactiva puesto que el uranio es el combustible principal para la energía atómica. El torio a su vez es un combustible nuclear potencial, pero en la actualidad no hay demanda del mismo para esta finalidad.
• La localización de elementos radiactivos no es la única aplicación de la Prospección radiactiva, puesto que todas las rocas, tanto ígneas como sedimentarias, contienen trazos de elementos radiactivos, estos métodos pueden usarse también en cartografía geológica, con tal que las diferentes rocas, estratos o fases tengan radiactividad diferente.
• La prospección radiactiva es utilizada para la determinación de la edad de las rocas a través de las leyes que gobiernan la velocidad de desintegración de los elementos contenidos en ella.

4. GENERALIDADES SOBRE LA RADIACTIVIDAD.

Se entiende por radiactividad a la desintegración de un núcleo atómico con emisión de energía y de partículas materiales, proceso que tiene lugar espontáneamente en algunas sustancias radiactivas naturales. Se observan tres tipos de radiación: rayos alfa, beta y gamma, la prospección geofísica de minerales radiactivos esta basada en la determinación de estas radiaciones por medios físicos.

También se puede definir como: la variación espontánea del núcleo de un isótopo, inestable que se produce mediante la emisión de partículas elementales o de radiaciones electromagnéticas.

La radiactividad es propiedad del núcleo, por lo que no es afectado por la forma que aparece, químicamente, cada elemento radiactivo. Por consiguiente, puede revelarse independientemente de la complejidad del compuesto químico considerado.

De los alcances o penetraciones de los rayos alfa, gamma y beta, resulta que sólo los últimos pueden ser utilizados en la búsqueda de elementos radiactivos de la corteza terrestre, puede que las partículas alfa y beta son completamente detenidas por el recubrimiento más ligero, como sueltos, humus, arcillas.

La búsqueda geofísica de elementos radiactivos en la corteza terrestre es primordialmente una búsqueda de lugares con radiación gamma anormal. Sin embargo, no todos los elementos presentes en el yacimiento emitan dichos rayos. Por ello, el uranio se detecta indirectamente por la radiación y gamma emitida por unos o más de sus productores, en espacial el radio.

La localización de elementos radiactivos no es la única aplicación de los elementos radiactivos. Puesto que todas las rocas, tanto ígneas como sedimentarias, contienen trazos de elementos radiactivos, estos métodos pueden utilizarse también para cartografía geológica, con tal que las diferentes rocas, estratos o fases tengan radiactividad diferente.

Se distinguen tres tipos de radiaciones, clásicamente desintegradas por las letras griegas alfa, beta y gamma. La prospección geofísica de minerales radiactivos esta basada en la detección de estas radiaciones por medios físicos. En las investigaciones geofísicas, sólo pueden detectarse normalmente los rayos gamma, puesto que las partículas alfa y beta son detenidas fácilmente por la materia.

• Radiación Alfa

Las partículas alfa están constituidas por núcleos de helio son de naturaleza corpuscular, teniendo carga eléctrica positiva. La velocidad de expulsivo de esta es muy elevada y en consecuencia, debido a su masa y velocidad, estas partículas están dotadas de gran energía y son verdaderos proyectiles lanzados sobre la materia que las rocas y son frecuentemente ionizantes, pero al mismo tiempo, a causa de su tamaño resultan fácilmente frenadas por choques sucesivos con la misma materia que las rocas, alcanzando pronto un estado pasivo como neutro de helio; por esta razón, sólo pueden atravesar unos pocos centímetros de aire y son detenidos por una hoja de papel, no siendo practico detectar la radiación alfa en la prospección.

• Radiación Beta

Las radiaciones son simplemente electrones, con carga negativa y masa un poco reducida. Son emitidos por algunos elementos radiactivos con velocidad muy variable. Debido a su pequeño tamaño tienen grandes posibilidades de pasar de penetración resulta muy superior al de las radiaciones alfa, siendo por el contrario menor su capacidad de ionización debido a sus reducidas ocasiones para expulsar electrones.

Las radiaciones beta precisan para su detección, una delgada lamina de plomo, placas de aluminio de 5mm de espesor, algunos centímetros de arena y el aire su alcance es de unos 2 metros.

• Radiación Gamma

Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas de la misma o igual naturaleza y velocidad que la luz y los rayos X, pero con mucha mayor energía y por lo tanto, con frecuencia mas elevada, por lo general, pero no siempre, son observadas junto con la emisión de partículas alfa y beta.

La ausencia de masa en los rayos gamma, dificulta su colisión con los elementos de otros átomos para su expulsión y en consecuencia, su poder ionizante es muy reducido, pero no nulo, en tanto que la capacidad de penetración es mucho más elevada que la de las partículas alfa y beta. Los rayos gamma pueden atravesar varios centímetros de plomo, hasta 30 centímetros de roca y varias decenas de metros de aire.

Como los rayos gamma son los más penetrantes de los tras tipos de radiaciones, los instrumentos de prospección están principalmente para descubrir minerales.

• Rayos Cósmicos

Además de las tres clases de radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas existentes en nuestro planeta, se deben considerar otras, denominadas rayos cósmicos, que llegan desde el espacio exterior y que son acusadas justamente con aquellos, en los aparatos detectores. Originalmente son las partículas llamadas rayos cósmicos primarios, que se transforman en los rayos cósmicos secundarios y son de dos tipos: unos están formados por electrones y fotones, que poseen gran energía y los otros son los mesotrones constituidos por partículas cuya mas es 200 veces mayor que la del electrón, pero con igual carga eléctrica que este.

5. LA RADIACTIVIDAD EN CIUDAD BOLÍVAR Y SUS ALREDEDORES.

Tanto la información como los cálculos realizados que se presentan a continuación fueron obtenidos de una tesis de grado de la Universidad de Oriente, en el cual se tomaron las siguientes localidades, enumeradas según el orden en que se hicieran las mediciones en contajes, con el espectrómetro. Los resultados de las mediciones que con este pueden ser usadas para calcular y dar una cercana aproximación de las concentraciones de estos elementos en un criterio, fuente o área determinada.

Entre las zonas que fueron objeto de la prospección estaban:

• Río Marhuanta y Río Candelaria: existen varios afloramientos de migmatitas y cuarcitas ferruginosas; estas zonas son un complejo ígneo, en el cual se encuentran depósitos pegmatiticos y mas o menos concordantes rocas ígneas (ígneas graníticas y gneis). La radiactividad presente en el área de estudio proviene gran parte de inclusiones de las rocas, en las secciones delgadas, de gránulos de circón y titanita. El suelo es producto de la meteorización de las rocas existentes en esta zona.
• En el Río Marhuanta: los resultados arrojados por estas estaciones son los siguientes: las concentraciones de Torio (Th) van desde 0.004% y alcanzan un máximo de 0.008%. la de Uranio (U) desde valores insignificantes hasta 0.002% y las de Potasio (K) radiactivo desde 0.4 a 3.9%.
• En el Río Candelaria: el mineral radiactivo descubierto en esta localidad se considera la samarakita, cuya composición según el manual de mineralogía de Dana es: AB3O2; donde A es (Y, Er, Ce, La, U, Ca, Fe, Pb ó Th) y B (Cb, Ta, Sn, W, Zr) como probable.
• El cerro del Zamuro: esta ubicado en la Av. 5 de Julio cruce con el Paseo Meneses. Sus coordenadas geográficas son: 8º 8’ 02’’ de latitud norte y 63º 33’ 02’’ de longitud oeste, la roca predominante es el gneis cuarzo feldespático, el cual presenta una textura galnoblástica o de mosaico representada por granos xenoblásticos de cuarzo, feldespato potásico y plagioclasa sódica como minerales accesorios se observo esfenas e ilmenitas propios de una zona radiactiva, para las zonas que se encuentran a los márgenes del cerro El Zamuro, se tienen registros para la concentración de torio del 0.004% para el Uranio de 0.003% y para el Potasio radiactivo 0.6%.
• Laja la Llanera: esta ubicada geográficamente a 8º 7’ 53’’ latitud norte y 63º 32’ 8’’ longitud oeste, este es un gneis cuarzo feldespático micáceo y contiene además gneis graníticos pegmatiticos en su mayor parte alterado. El mineral mas abundante que presenta es el cuarzo, con inclusiones de cericito, apatito y oxido de hierro también presenta feldespático potásico, plagioclasa, mica biotita, esfena e ilmenita. En las muestras de suelo se encontraron muestras de elementos radiactivos (Torio, Uranio, Potasio), las concentraciones de Torio oscilan entre los 0.01% y 0.008%. la concentración de Uranio fluctúan desde valores insignificantes hasta 0.002% y respecto al potasio (radiactivo) valores insignificantes hasta un 2.5%.

6. ESTIMACIÓN DE EDADES GEOLÓGICAS POR LOS MÉTODOS RADIACTIVOS

Para la medida de edades geológicas, como la edad de ciertos yacimientos o la edad de la Tierra, se utilizan isótopos radiactivos de vidas medias muy largas.

Son muy pocos los átomos radiactivos con vidas medias del orden de la duración de tiempos geológicos. Los geocronologistas usan principalmente tres relojes, los cuales se caracterizan por su par de átomos: el padre, siempre radiactivo, y el hijo, que puede o no ser radiactivo. Estos métodos son conocidos con los nombres de potasio-argón, rubidio-estroncio y uranio-plomo, en virtud de que el primer isótopo de cada par es el átomo padre, y el segundo su descendiente.

El potasio-40 al decaer da lugar al nacimiento del argón-40, que tiene una vida media de más de 1.260.000.000 de años; el rubidio-87, por su parte, da lugar al nacimiento del estroncio-87, con una vida media de 48.000.000.000 de años; y finalmente, el uranio-235 y el uranio-238 tienen por descendientes dos isótopos estables del plomo, de peso 204 y 206, respectivamente.

Estos isótopos radiactivos padres generan a sus descendientes muy lentamente, en el transcurso de millones y millones de años. Al analizar una muestra de acuerdo con la presencia del isótopo hijo, sea radiactivo o no, puede determinarse, con ayuda de las leyes del decaimiento radiactivo, el tiempo transcurrido desde la formación del yacimiento o de la Tierra. En este caso, una mayor cantidad del isótopo hijo indica una mayor antigüedad de la muestra.

Simples en principio, estos métodos para estimar edades deben ser aplicados con mucha precaución. En efecto, se puede calcular la edad por estos métodos si, a partir de la fecha en que se depositó el yacimiento o se formó la Tierra, no ha habido movimiento de los descendientes y los padres del par radiactivo en la muestra; es decir, si no ha habido aporte ni pérdida de los elementos allí presentes.

En esta forma se calculó que la corteza sólida de la Tierra debe de haber existido desde hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años.

CONCLUSIÓN

La Geofísica ha tenido un gran impacto en la vida humana, ya que esta ciencia ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por el hombre para luego transformarlos y convertirlos en productos útiles y provechosos para su desarrollo y bienestar. El desarrollo de la Geofísica ha permitido crear nuevas y mejores técnicas he instrumentos, facilitando el descubrimiento de materiales radiactivos de alto nivel productivo.

El auge alcanzado por la Geofísica y el perfeccionamiento en sus métodos prospectivos, permitirán a la humanidad contar con yacimientos de gran importancia ya que son estratégicos para el país.

Actualmente, cada ciencia se preocupa por presentar sus deducciones de los fenómenos que estudia por medio de métodos o sistemas cada vez más precisos. De allí que la Geofísica se perfila como una ciencia de gran confiabilidad, debido a que cada instante se ve influenciada por los avances de gran número de ciencias con las cuales se relaciona.

BIBLIOGRAFÍA

• ALGOMEDA P., José C. La Geofísica en la Industria Petrolera. Universidad de Oriente, Núcleo Bolívar. Venezuela.
• ASTIER, Jean Luis. Geofísica Aplicada a la Hidrogeología.

Editorial Paraninfo. Madrid. España, 1975.

• DOBRIN, Milton B. Introducción a la Prospección Geofísica.

Ediciones Omega. Barcelona, Madrid. 1961.

• INTERNET

Elaborado por:

Br. Jean C. Rivera

Universidad de Oriente – Núcleo Bolívar

Área de Geofísica

Prof.: Omaira Barrios