Semana 14 jueves
Discusión previa en equipo, sobre las preguntas para procesar su información, sintetizar y aplicar el texto indagado.
Exposición al grupo y discusión mediada por el profesor, en relación a las respuestas obtenidas en los diversos equipos. Utilizando el programa de cómputo: procesador de palabras.
Equipo
¿Qué son los Isotopos radiactivos?
¿Cómo se generan los isotopos radiactivos artificiales?
¿Cuáles son los isotopos radiactivos más usados en México?
¿Cuáles son las aplicaciones principales de los isotopos radiactivos?
1
son isótopos inestables de algunos elementos. Se transforman en otros elementos mediante la emisión de partículas o de radiaciones gamma.
Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente.
Su uso es amplio, alguno de ellos es para saber, por ejemplo en una reacción química, que camino siguen los elementos al romperse una molécula y emigrar a otra.
Otro uso es en medicina, ya que proporcionan la energía para obtener las placas ideográficas o cardiografías. Otro uso es para obtener las radiaciones utilizadas en tratamientos como el cancér.
A nivel industrial se utilizan para obtener energía eléctrica a partir de la descomposición de un isótopo, por ejemplo, se utiliza comúnmente, un isótopo de uranio. Así mismo, se utilizan en barcos, submarinos, aviones, para no utilizar grandes cantidades de combustible de origen petrolífero.
Algunos científicos los han utilizado para saber que zonas del cerebro se usan cuando la gente se dedica a aprender cosas nuevas, mediante un isótopo de carbono (totalmente sin peligro) en el azúcar.
Asimismo para determinar la edad de la materia orgánica, como restos humanos, de ropa, utencilios, etc, mediante la medición del carbono catorce, un isótopo del carbono, el cual a medida que pasa el tiempo empieza a disminuir, convirtiéndose en carbono doce, el carbono normal.
Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;
Utilización de las propiedades químicas
En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radioisotópico.
La datación radioactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza.
La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico.
Utilización de las propiedades nucleares
Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleidos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los nucleidos más usados son 1H, 2H,13C y 31P.
La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleidos específicos, como el 57Fe.
Los radionucleidos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleidos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante.
2
Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia de esta forma a una más estable.
Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).
Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en medicina
Radiactividad artificial o inducida: Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares artificiales
cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas
La determinación de la razones de isotopos de plomo puede ser una herramienta eficiente para la identificación de las fuentes principales de exposición a plomo y para apoyar la implantación de medidas de salud públicas para prevención y control
Tiempo de vida
Intervalo útil
Aplicaciones de
Isótopo
media ( años )
(años)
datado
Carbono-14
5 730
500 a 50 000
Carbón, materia orgánica
Hidrógeno-3
12.3
1 a 100
Vinos añejados
( o tritio )
Potasio-40
1.3 x 109
10 000 a miles de
Rocas, corteza terrestre
millones de años
Renio-187
4.3 x 1010
40 millones a la edad
Meteoritos
del Universo
3
Se llama radioisótopo a aquel isotopo que es radiactivo. La palabra isótopo, del griego "en mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Los distintos isótopos de un elemento, difieren pues en el número de neutrones. Hay varios tipos de isotopos los cuales aun no tienen un nombre fijo ya que cambian constantemente.
Radiactividad es la propiedad que poseen los núcleos de ciertos elementos de emitir rayos a, b y g. . Los rayos a y b son partículas portadoras de una carga eléctrica, mientras que los rayos g son de naturaleza electromagnética. Hasta 1934 solo se conocía la radiactividad natural, pero durante aquel año, los físicos Joliot y Curie produjeron por primera vez una sustancia radiactiva artificial.
Los diferentes isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas. El reemplazo de uno por otro en una molécula no modifica, por consiguiente, la función de la misma. Sin embargo, la radiación emitida permite detectarla, localizarla, seguir su movimiento e, incluso, dosificarla a distancia. El trazado isotópico ha permitido estudiar así, sin perturbarlo, el funcionamiento de todo lo que tiene vida, de la célula al organismo entero. En biología, numerosos adelantos realizados en el transcurso de la segunda mitad del siglo XX están vinculados a la utilización de la radioactividad: funcionamiento del genoma (soporte de la herencia), metabolismo de la célula, fotosíntesis, transmisión de mensajes químicos (hormonas, neurotransmisores) en el organismo.
Los isótopos radioactivos se utilizan en la medicina nuclear, principalmente en las imágenes médicas, para estudiar el modo de acción de los medicamentos, entender el funcionamiento del cerebro, detectar una anomalía cardiaca, descubrir las metástasis cancerosas.
Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;
Utilización de las propiedades químicas
En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radio isotópico.
La datación radioactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza.
La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico.
Utilización de las
Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleídos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los nucleídos más usados son 1H, 2H,13C y 31P.
La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleídos específicos, como el 57Fe.
Los radio nucleídos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleídos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante.
4
Los Isótopos radiactivos o radioisótopos son isótopos inestables de algunos elementos. Se transforman en otros elementos mediante la emisión de partículas o de radiaciones gamma.
Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares.
artificiales
Cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Actualmente se usa el cobalto-60 para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía que la que emite el radio .
Ciertos tipos de cáncer se pueden tratar internamente con isótopos radiactivos, como el cáncer de tiroides, como el yodo se va a la glándula tiroides, se trata con yoduro de sodio (NaI) que contenga iones de yoduros radiactivos provenientes del yodo-131 o del yodo-123. Allí la radiación destruye a las células cancerosas sin afectar al resto del cuerpo.
Para el estudio de los desórdenes cerebrales se utiliza una tomografía de emisión de protones conocida como PET. Se le administra al paciente una dosis de glucosa (C6H12O6) que contenga una pequeña cantidad de carbono-11 (11C), que es radiactivo.
Las aplicaciones de los isótopos radiactivos son múltiples y abarcan distintos campos como:
Actividades médicas
En las instalaciones médicas y hospitalarias, el uso de isótopos radiactivos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades ha ido creciendo progresivamente en los últimos cuarenta años.
Es común la utilización de elementos radiactivos no encapsulados, normalmente en estado líquido, como trazadores para el estudio del corazón, hígado, glándula tiroides, etc. En estas actividades se generan materiales de desecho contaminados con los elementos radiactivos empleados como son las jeringuillas, agujas, viales contenedores de líquidos radiactivos, guantes, papel, tejidos y material médico diverso.
En el tratamiento de tumores se emplean fuentes encapsuladas que deben ser sustituidas regularmente debido al decaimiento natural de su actividad
Los ensayos de ciertos fármacos con animales, dan lugar a los residuos biológicos a los que hay que proporcionar también un tratamiento similar a cualquier tipo de residuo radiactivo
Actividades de Investigación:
También se producen residuos radiactivos en aquellas actividades de investigación que emplean fuentes encapsuladas o elementos trazadores con isótopos radiactivos.
En los centros de investigación nuclear (laboratorios, universidades, reactores de enseñanza e investigación) se producen a su vez residuos radiactivos de naturaleza física y química muy variable, que requieren también una gestión segura y eficaz.
Actividades Industriales:
Es frecuente y especialmente extendida la utilización de isótopos radiactivos en procesos industriales, generalmente fuentes encapsuladas de baja actividad.
Ejemplos típicos de estas aplicaciones industriales son las medidas de nivel, humedad, densidad o espesor en procesos continuos o de difícil acceso, la utilización de gammagrafías para la realización de ensayos no destructivos, su aplicación en instalaciones de esterilización, etc.
5
Se llama radioisótopos a aquel isótopo que es radiactivo. La palabra isótopo, del griego "en mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo).
Todos los isótopos naturales situados por encima del bismuto en la tabla periódica son radiactivos. los núcleos de nitrógeno capturaban estas partículas y emitían protones muy rápidamente, con lo que formaban un isótopo estable del oxígeno, el oxígeno 17. Esta reacción puede escribirse en notación simbólica como
ðN + ðHe ð ðO + ðH
Las mediciones de la radiactividad se usan para determinar la edad de los minerales y de restos fósiles (datación). Por ejemplo, la existencia de núclidos radiactivos naturales sobre la superficie de la Tierra sugiere que sus vidas medias son comparables con las edades de los minerales en los cuales se encuentran, y estos proporcionan una estimación de la edad de la Tierra.
La radiación de la radiactividad viene de tres tipos de rayos, que se llaman Rayos
Alfa, Beta y Gamma. Los rayos Alfa se componen de pequeños paquetes en cada
Uno de los cuales hay dos neutrones y dos protones. Los rayos Beta, se componen de
Electrones. Los Gamma, no son partículas, sino ondas de energía, que se liberan
cuando se desintegra un átomo.
6
Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de neutrones, y por tanto, difieren en masa
La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica. Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).
Radio 226, Cobalto 60, Carbono (C12. C13 y C14) , Nitrógeno,(N14, N15) Oxígeno (O16 Y O18), Yodo (-123 e I-131)
* Cobalto-60 usado en tele terapia para tratamiento del cáncer.
*Oro-198 se aplica en inyecciones, para zonas cancerosas
*Tantalio-182 se aplica en inyecciones, los médicos los usan para llegar hasta los tumores cancerosos de formas raras, como los que se producen en la vejiga.
*Yodo-131 Usado contra enfermedades de la glándula Tiroides.
*Fósforo-30 Usado contra tratamientos de leucemias crónicas.
*Fósforo-32 Usado en diagnostico de enfermedades relacionadas con los huesos o médula ósea.
FASE DE DESARROLLO
Material: Monitor de radiación nuclear, piedra de rio, volcánica, de mármol,
Se les planteara la Actividad siguiente:
- Realizar las mediciones correspondientes -cuentas/minuto-, con el monitor de radiación nuclear (contador Geiger), de cada una de los tres materiales, piedra volcánica, de rio y mármol.
-Cada equipo obtendrá cinco datos y los tabulara.
- Calcularan el promedio de los cinco datos obtenidos
- Tabularan y graficaran los datos promedio, utilizando un programa graficador. (Excel)
Material
Piedra
Mediciones
Cuentas
por
minuto
Promedio
De Rio
21
22
21
20
22
21.2
Volcánica
29
36
30
25
32
30.4
mármol
17
28
25
19
18
21.4
- Analizaran las gráficas obtenidas de las relaciones; obtenidas por el grupo
- Por equipo, escribirán sus observaciones y elaboraran sus conclusiones
- Cada equipo presenta el resultado sobre la actividad, utilizando un procesador de palabras o presentador.
GRAFICAS
