Radiologia

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 Y NUCLEAR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 del siglo XX seprodujo 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 mecánica cuántica. 1.1ESTRUCTURA 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 la idea de la existencia departículas 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 dispersión de partículas alfa, parainvestigar 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 con carga unitaria negativa, gracias alo 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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Ä Dimensiones atómicas. El radio atómico noes 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 la masa de un átomo de carbono-12, se obtienedividiendo 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 unidades utilizadas para cuantificar la energía son el...