Radioactividad

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ENERGÍA Y FÍSICA

Biofísica

RADIACTIVIDAD
Todos los núcleos de número atómico mayor que 83 son inestables o radiactivos y
se transforman en otros núcleos por emisión de partículas alfa o beta. La forma de
desintegración, y la rapidez con la cual ocurre la transformación, es una
característica de la especie particular del núcleo, yen ciertos casos, está
acompañada por emisión de rayos gamma.
En la desintegración radiactiva el cambio ΔN en el número de núcleos padres es,
para cada intervalo de tiempo Δt, proporcional al número de núcleos padres al
comienzo del intervalo, es decir:

ΔN
= −λ N
Δt
Donde N es el número de núcleos padres presentes en cualquier instante t y λ la
constante de proporcionalidad, denominadaconstante de desintegración.
Si en el tiempo t = 0 hay N0 núcleos, entonces en un instante posterior t, el número
de núcleos restantes viene dado por:

N = N 0 e −λ t
A esta ecuación se llama formula exponencial de desintegración.
La desintegración nuclear es un proceso aleatorio semejante, y se caracteriza por
una semivida o periodo de semi desintegración T1/2, que es el tiempo necesariopara
que la mitad de los núcleos presentes se desintegren.
Si en t = 0 hay N0 núcleos, entonces al cabo de una semivida, t = T1/2 quedarán
aproximadamente N0/2. En t = 2T1/2, cuando hayan transcurrido dos semividas, solo
quedarán la mitad de estos, o sea N0/4, y así sucesivamente, para t = 3T1/2, t = 4T1/2,
etc., tal como se representa en la figura.

Lic. CHRISTIAN PUICAN FARROÑAY

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Biofísica

N / N0
1

1/2
1/4
1/6
0

1T1/2

2T1/2

3T1/2

4T1/2

5T1/2

t

La relación entre λ y T1/2 es:

T1 / 2 =

Ln 2

λ

=

0.693

λ

La actividad de la muestra es la velocidad de desintegración de un material
radiactivo, o la velocidad de desintegración del número de núcleosradiactivos
presentes:

A=λN =

0.693N
T1 / 2

Si hay n moles en la muestra, entonces el número de átomos es N = n NA, donde
NA= 6.024x1023 átomos/mol. Luego, la actividad será:

A=

0.693N
n NA
T1 / 2

Cuando en un organismo vivo se utilizan trazadores radiactivos, se necesita saber la
rapidez con que el cuerpo elimina los átomos trazadores, y para ello se define la
semividabiológica, Tb, como el tiempo que tarda el organismo en eliminar la mitad
del material recibido. En el tratamiento de la semivida biológica se supone
decaimiento exponencial.
La semivida efectiva se obtiene combinando la semivida biológica y la semivida
radiactiva o física Tf según la fórmula:

1
1
1
=
+
Tef T f Tb

Lic. CHRISTIAN PUICAN FARROÑAY

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Biofísica

DOSIMETRÍA Y EFECTOS BIOLÓGICOS
La DOSIS (radiactiva) se define como energía de radiación absorbida por unidad de
masa, y su unidad es el rad.:
1 rad. = 10-2 J/kg.
Esta dosis depende de tres factores:
1) Número de desintegraciones por segundo
2) Energía de cada radiación y
3) Tiempo de exposición.
La EXPOSICIÓN es la cantidad deradiación que llega a un material y se define para
los rayos X, y gamma de energía menores que 3MeV y no para otras formas de
radiación. Se define como la cantidad de ionización producida en la unidad de masa
de aire seco en condiciones normales. La unidad convencional es el Roentgen (R):
1 roentgen = 1R = 2.58x10-4C/kg.
Por lo tanto, 1 roentgen de rayos X o gamma produce en tejido blando una dosisabsorbida de aproximadamente 1 rad.

Material radiactivo
en Curies

Exposición de
placa en rems.

Radiación
absorbida en rads
Intensidad de rayos
en Roentgen

Fig.

Lic. CHRISTIAN PUICAN FARROÑAY

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Biofísica

El rad es una unidad física de dosis. Sin embargo, no es la unidad más significativa...