Aplicación de los isótopos en la construcción

Aplicación de los isótopos en la construcción

Definición:
Los isótopos son diferentes tipos de átomos con las mismas propiedades químicas y el mismo sitio en la Tabla Periódica por tener igual número atómico Z (número de protones en el núcleo), diferenciándose por sus pesos atómicos y por el número másico A (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo).
Tipos deisótopos:
 Isótopos estables
 Isótopos radiactivos. Son estos últimos, los utilizados en construcción. Siendo la mayoría de naturaleza artificial.
La radiación de la radiactividad viene de tres tipos de rayos, que se llaman Rayos Alfa, Beta y Gamma.
* Rayos Alfa: se componen de pequeños paquetes en cada uno de los cuales hay dos neutrones y dos protones.
* Rayos Beta: se componen deelectrones.
* Rayos Gamma: no son partículas sino ondas de energía liberadas al desintegrarse un átomo.

Antecedentes:
La aplicación de radioisótopos inició su desarrollo en los países industrializados en los comienzos de la era atómica. Tradicionalmente, las aplicaciones de estos radioisótopos se han dividido en aquellas que implican el uso de fuentes selladas de radiación y las que sebasan en fuentes abiertas.
En las fuentes selladas, el material radiactivo permanece encapsulado durante toda su vida útil y sólo se emplean sus radiaciones para el propósito buscado. Por su parte las fuentes abiertas toman un contacto mucho más directo con el proceso bajo estudio y, por lo tanto, su forma química es relevante.
Aplicación de radioisótopos en la construcción:
* Determinación dedensidad de suelos: Se basan en la interacción de los rayos gamma (radiación electromagnética) con la materia.
Tres son los procesos por los que la radiación gamma es absorbida: 1) efecto fotoeléctrico, 2) efecto Compton y 3) producción del par electrón-positrón.
En el proceso fotoeléctrico, el fotón expulsa un electrón de un átomo comunicándole una cantidad de energía. Es el proceso másimportante para energías bajas y en él, la radiación gamma desapararece completamente.
En el efecto Compton, la radiación cede sólo parte de su energía al electrón expulsado, el fotón gamma queda con menor energía y cambia la dirección de su trayectoria. Este proceso predomina para energías intermedias y en él, la radiación gamma no desaparece sino que cambia de dirección y pierde energía.
En eltercer mecanismo por el cual la radiación puede ser absorbida es la producción de un par positrón-electrón. Para energías altas, no se produce con las fuentes de rayos gamma utilizadas corrientemente en las medidas de densidad de suelos.
La absorción total (incluido los tres procesos) para una misma substancia depende de la cantidad de materia entre la fuente y el detector, pudiéndose medir por estemétodo, espesores o densidades según convenga. Colocando pues, una fuente de rayos gamma y un detector en una masa de suelo, podremos obtener una relación entre densidad húmeda y un número de impulsos por minuto recibidos en el detector.

* Determinación de humedad de suelos: El proceso principal que ocurre en la interacción de neutrones de alta energía y la materia es una pérdida develocidad de aquellos al chocar elásticamente con los núcleos de los átomos del medio. A través de estos choques la energía cinética de los neutrones se reduce a la correspondiente a las moléculas gaseosas a la temperatura ordinaria (neutrones lentos):
La velocidad a que ocurre este proceso de frenado depende de: 1) la masa de los núcleos con los que chocan los neutrones, y 2) la probabilidad de que seproduzcan estos choques.
La masa de los núcleos de hidrógeno es aproximadamente igual a la de los neutrones. Por lo tanto, los choques con núcleos de hidrógeno reduce la energía cinética de los neutrones más rápidamente que otros elementos más pesados. Además, la probabilidad de choque entre átomos de hidrógeno y neutrones de alta energía es superior a la de la mayor parte de otros átomos, que...