seguridad radiologica

UNIDAD DE SEGURIDAD NUCLEAR, PROTECCION RADIOLOGICA Y
GESTION AMBIENTAL

PROYECTO: ESTRATEGIA NACIONAL PARA LA PREVENCION,
ATENCION Y MONITOREO DE RIESGOS RADIOLOGICOS

CURSO DE PROTECCION RADIOLÓGICA PARA EL MANEJO
DE MATERIAL RADIACTIVO

Bogotá, 2002
República de Colombia

MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA
INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN E INFORMACIÓN GEOCIENTÍFICA, MINERO-AMBIENTAL YNUCLEAR

UNIDAD DE SEGURIDAD NUCLEAR, PROTECCION
RADIOLOGICA Y GESTION AMBIENTAL

PROYECTO: ESTRATEGIA NACIONAL PARA LA
PREVENCION, ATENCION Y MONITOREO DE RIESGOS
RADIOLOGICOS

CURSO DE PROTECCION RADIOLÓGICA PARA EL
MANEJO DE MATERIAL RADIACTIVO

Bogotá, D.C. 2002

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1. ESTRUCTURA ATÓMICA Y RADIACTIVIDAD
Fis. Esp. Gerardo Torres

INTRODUCCIÓN
La noción de átomo, como estructurafundamental de la materia, concebida en Grecia y que
predominó durante el siglo XIX sólo continua siendo valida, desde un punto de vista
operativo puramente químico, como la mínima cantidad de elemento químico que participa
y conserva individualidad durante cualquier transformación de una especie química o
sustancia en otra diferente. Al finalizar este siglo y durante las primeras décadas delsiglo
XX se produjo una serie de descubrimientos y se elaboraron teorías revolucionarias que
modificaron profundamente el conocimiento sobre la naturaleza íntima de los átomos. De
ellos ha surgido la noción actual que considera a un átomo como un sistema dinámico
constituido por un núcleo más un número determinado de electrones que cumplen a su
alrededor movimientos regidos según la mecánicacuántica.
1.1 ESTRUCTURA ATÓMICA
En los últimos lustros del siglo XIX se descubrieron los rayos catódicos y fueron
reconocidos como formados por partículas materiales con carga eléctrica negativa, En
1.895 y en los años siguientes se produjeron los descubrimientos de la radiactividad por
Becquerel, y los elementos radiactivos por los esposos Curie.
Del conjunto de estos fenómenos emerge laidea de la existencia de partículas cargadas
subatómicas, es decir, contenidas dentro de los átomos. En 1.899, J. J. Thomson condenso
estos resultados en un modelo, que describía el átomo como “una esfera de carga eléctrica
positiva” neutralizada por un número apropiado de electrones contenidos en su interior.
Posteriormente Rutherford y sus ayudantes realizaron estudios, sobre la dispersiónde
partículas alfa, para investigar la estructura de los átomos; los resultados de sus
experiencias, publicados entre 1.911 y 1.913, dejaron establecida la existencia en cada
átomo de un núcleo con Z cargas positivas. Como ya se conocía la existencia de los
electrones, la imagen del átomo se completó admitiendo que alrededor del núcleo se
mueven, en trayectorias circulares, Z electrones concarga unitaria negativa, gracias a lo
cual el átomo en conjunto es neutro. La teoría completa de la estructura atómica fue
elaborada subsiguientemente por Bohr, Sommerfield y Pauli. La teoría que rige la dinámica
del átomo es debida a Schroedinger, Dirac, De Brogile y otros.
Algunos parámetros importantes que se deben tener en cuenta cuando se estudia la
estructura atómica son:

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ÄDimensiones atómicas. El radio atómico no es una magnitud exactamente definida, se
estima que el tamaño de un átomo es del orden de 10-10 m.
Ä Dimensiones nucleares. El radio nuclear es aproximadamente de 10-14 m.
Ä Unidad de masa atómica (u.m.a.). A partir de 1.961 se adoptó como unidad de masa la
basada en el carbono-12. Se definió como la masa de un átomo de carbono-12 dividida
por 12, donde lamasa de un átomo de carbono-12, se obtiene dividiendo el peso
atómico del átomo por el número de Avogadro.
Para un átomo de carbono 12 se tiene:
Masa del

12

C = (12 g/atom-g)/( 6.023 x 1023 átomos/atom-g)
= 1.99 x 10-23 g

u.m.a

= (1.99 x 10-23 g)/12 = 1.6 x 10-24g

Ä Unidades de energía. En el sistema internacional de unidades la energía se expresa en
Joules ( J). Otras...