Radioisòtops, Radioactivitat i Energia Nuclear: Guia Completa

Radioisòtops i Radioactivitat

A finals del segle XIX es va descobrir que alguns isòtops emetien radiacions procedents del seu nucli. Aquesta emissió de radiació s'anomena radioactivitat, i els isòtops que emeten la radiació s'anomenen radioisòtops.

Tipus de Radiació

La radiació emesa pot ser de tres tipus:

• Radiació alfa (α): Es tracta de nuclis d'àtoms d'heli-4, formats per dos protons i dos neutrons. Tenen una càrrega positiva doble de la del protó.
• Radiació beta (β): Es tracta d'electrons d'alta velocitat, molt energètics. La radiació beta és negativa.
• Radiació gamma (γ): És una radiació electromagnètica, semblant a la llum o els raigs X, però més energètica. No té càrrega elèctrica.

Període de Semidesintegració

Els nuclis dels radioisòtops són inestables i, quan es desintegren, emeten radioactivitat. Però no tots els nuclis es desintegren simultàniament, sinó que els àtoms es desintegren a un ritme característic de cada radioisòtop.

S'anomena període de semidesintegració el temps que triga a desintegrar-se la meitat dels nuclis inicials d'un radioisòtop.

Poder de Penetració de les Radiacions

• La radiació alfa (α) no travessa cap material, ni tan sols el paper.
• La radiació beta (β) travessa el paper, però el plom l'atura.
• La radiació gamma (γ) travessa el paper i el plom, però l'acer l'atura.

Més concretament, la radiació alfa s'atura fàcilment en un full de paper de 0.1 mm de gruix; la radiació beta necessita una placa de plom d'1 mm; i la radiació gamma pot aturar-se en plaques d'acer de 5 a 15 cm de gruix.

Fissió Nuclear: Reacció en Cadena

S'anomena fissió nuclear la divisió d'un nucli en dues parts per l'acció de l'impacte d'un neutró. Els dos fragments del nucli inicial són nuclis d'àtoms d'altres elements. En la ruptura del nucli inicial es produeix un gran despreniment d'energia. Normalment es produeix la fissió d'àtoms d'urani.

Quan es produeix la fissió, s'alliberen també neutrons que poden provocar la fissió d'altres àtoms veïns, i la fissió d'aquests produeix la fissió d'altres. Es produeix així una reacció en cadena que pot arribar a ser explosiva.

En les centrals nuclears, la reacció en cadena està controlada i l'energia despresa s'aprofita per produir energia elèctrica.

Fusió Nuclear: L'Energia del Futur

La fusió nuclear es produeix quan nuclis lleugers s'uneixen per formar un nucli més gran. En aquest procés es despren molta energia. De moment, només s'ha aconseguit la fusió de manera explosiva. Encara no s'ha pogut controlar.

Aplicacions dels Radioisòtops

Els radioisòtops tenen moltes aplicacions pràctiques en diferents camps de la ciència i de la tècnica.

Aplicacions Mèdiques dels Radioisòtops

Els radioisòtops s'usen en medicina per:

• Fer exploracions diagnòstiques. El procediment consisteix a injectar al pacient una solució amb radioisòtops. Es fa una radiografia especial que detecta els raigs gamma.