Gerardo Alonso Gallardo 502

El uso de los radioisótopos en los avances científicos y tecnológicos actuales.

Los radioisótopos son elementos inestables que después de determinado tiempo pueden modificarse y convertirse en uno estable o desaparecer, son ampliamente usados en la medicina, la industria, la agronomía, etc.

Su uso como Trazadores:

Los registros que se tienen narran la historia de la primera vez que se utilizó un radioisótopo como trazador; ocurrió en 1911 cuando un joven llamado George Hevesy que asistía en el laboratorio de pruebas a un investigador de la época en Manchester, Inglaterra que con fuertes sospechas de que la comida que le daban día con día eran las sobras de la misma comida del día anterior; ante esta cuestión el joven astuto, conociendo las propiedades de estos elementos, agregó una pequeña cantidad a las sobras de su comida. Se dice que el día en el que se repitió el menú, llevó un electroscopio, que es un instrumento con el cual se puede medir la cantidad de radiación en el ambiente y que efectivamente, detectaba la presencia de radiación emitida por la comida que le acababan de servir, con lo cual comprobó dos cosas: que la comida que le daban llevaba ya varios días de ha berse cocinado y probablemente en descomposición y que los radioisótopos podrían bien servir como herramientas para otros fines, por lo que continuó trabajando y en 1943 recibio el premio nobel de Química por sus aportaciones al campo del uso de los radioisótopos como trazadores.

A partir de ahí, los avances que se han hecho posibles gracias al uso efectivo de estos materiales ha ayudado a la ciencia en general, tanto en las ramas biológicas como en el estudio de ecosistemas acuáticos y ríos subterráneos, puesto que gracias a que emiten radiación es posible trazar rutas metabólicas en los organismos vivos o el origen de los cuerpos de agua de diversos ecosistem as, entre otros de los cuales destaca su uso para medir la efectividad y el aprovechamiento real que un plantío obtiene de los fertilizantes y abonos, puesto que con ellos se sabe que cantidad in gresa a la planta y que cantidad sale y cuanto se desperdicia en el terreno, por lo que gran parte de las investigaciones que se ha hecho durante las últimas décadas han sido tanto de la efectividad de algunos radioisótopos como trazadores como en la industria agricultora, las cuales han demostrado que los radioisótopos más efectivos para esta tarea es el Fósforo-32 y el Nitrógeno-15.

Un campo importante en el que se aplica esta cualidad de los isotopos radiactivos es el estudio hidrológico de lo s ecosistemas, con el fin de saber el flujo que existe en diversos cuerpos de agua, su dinámica, origen, conexión con los demás, etc.; para ello se utiliza el tritio (hidrogeno-3) principalmente. Las cantidades inyectadas en el agua son mínimas, por lo que no causan mayor daño en los ecosistemas o en los organismos que consuman el agua, de acuerdo a el cambio de concentración y velocidad durante su recorrido por el cuerpo de agua es posible determinar las características químicas de los mismos en diferentes puntos.

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Son auxiliares también en el mapeo de los procesos metabólicos que se llevan a cabo en diversos organismos, ya que con el uso de los radioisótopos se pueden clasificar ciertas sustancias como medicamentos o tóxicos para cierta área del organismo, con lo cual se abren las puertas para el desarrollo de medicamentos cada vez más precisos de acuerdo al padecimiento que se quiera tratar, en el caso de

la fármaco-biología.

Por ultimo esta cualidad es aprovechada en la industria para detectar fugas en los sistemas, así como su velocidad y presión, además de que son auxiliares en la determinación de las mezclas que se llevan a cabo en la fabricación de diversos productos.

Modificaciones genéticas.

En los últimos años se ha utilizado la radiación ionizante que emiten ciertos materiales para inducir cambios permanentes en una especie vegetal específica, conservando ciertas características de otras especies sumadas con otras nuevas, haciendo que se vuelvan más resistentes a condiciones climatológicas extremas, enfermedades o plagas del medio ambiente o al desarrollo acelerado de estas, generando mayor producción en un tiempo menor. Hasta ahora se han modificado más de 1800 especies, la mayoría de las cuales son cultivables y ya son comercializadas.

Como refozadores

En la industria en general se realizan radiografiados de soldaduras y otras técnicas de unión que requieren de especial atención por las sustancias manejadas dentro de los recipientes a altas temperaturas y a una presión más alta de lo normal; llegan a usarse en el curado de plásticos.

Conservadores y esterilizantes.

Ante la gran demanda alimenticia a nivel mundial, la industria ha implementado varios sistemas producto de investigaciones recientes con el fin de cubrir la demanda en el menor tiempo posible con ganancias

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cada vez mayores. Dicho esto, una vez producido el alimento es necesario transportarlo de los campos a las grandes ciudades, cosa que no seria posible sin el uso de conservadores que retrasan en gran medida el proceso de descomposición de los mismos; los más efectivos son los radioisótopos, puesto que son más duraderos, pero el costo de estos es muy elevado aun como para aplicarlo a productos simples, aunado a que en cantidades constantes durante cierta cantidad de tiempo el consumo podría provocar cambios irreversibles negativos en los consumidores. Es por ello que se siguen realizando investigaciones al respecto.

Por otra parte los isotopos se utilizan para esterilizar materiales a los cuales se les afectan sus características intrínsecas de los materiales en caso de aumentar su temperatura, por ello muchos de los utensilios médicos son esterilizados por medio de estos materiales. Por último la emisión constante de radiación de estos materiales y la exposición a esta gener a cambios químicos en el organismo, por lo que también se utilizan para la esterilización de algunas especies; el caso más conocido fue en México con la plaga de la mosca del Mediterráneo, que afecto gran parte del continente am ericano y afecto grandes extensiones de cultivos, por lo que todos los países afectados en conjunto desarrollaron un método para la esterilización de los machos de esta especie y asi evitar la reproducción desmedida de la misma.

Generación de energía

El uso de isotopos radioactivos en la generación de energía eléctrica ha causado gran controversia en la comunidad científica puesto que el riesgo de accidente es incalculable así como los daños en la atmosfera debido a la liberación de radiación. A pesar de ello, la energía de estos isotopos ha sido utilizada en múltiples proyectos espaciales y en las zonas más marginadas del planeta que no cuentan con ninguna fuente sostenible de luz o calor, con el fin de abastecer de energía a los satélites, sondas y bases de investigación en ambos sitios. Lo anterior es posible gracias a un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) por sus siglas en ingl és; se trata de generador que obtiene la energía liberada por la desintegración radioactiva en forma de calor de ciertos materiales radioactivos, dicha energía la transforma directamente gracias al efecto Seebeck el cual se efectúa con una capa bimetálica unida entre sí en dos puntos en un bucle cerrado

que con la diferencia de temperaturas genera una corriente eléctrica, dicha parte es llamada termopar y se ubica en el exterior del contenedor junto al disipador de calor.

La reserva de combustible en estos contenedores varía dependiendo el isotopo, aunque el menor tiempo que se puede alcanzar con estos materiales es al menos 45 años aproximadamente. Una de las cualidades de estos materiales es que no se degradan y

siguen emitiendo radiación aun después de mucho tiempo sin necesidad de nada más, se calcula que anualmente un RGT pierde aproximadamente .787% de su potencia inicial , por lo que tras 23 años o más el mismo dispositivo dispondrá de 83.7% de la misma, sumado también al desgaste de los termopares en cuestión. Con esto se puede concluir que el uso de los RTG es mucho más viable que otros generadores como las pilas de combustible o las

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baterías, aunque es cierto también que son mucho más peligrosos; a lo largo de la historia se han registrado alrededor de 6 accidentes con estos dispositivos, todos ocurridos en cohetes espaciales y sondas que se destruyeron antes de salir de la atmosfera del planeta, por suerte los impactos ambientales fueron mínimos gracias a que el diseño del contenedor no permitió la salida del material radioactivo salvo en el primer suceso, en el que se detectó la presencia de Plutonio -238 en la zona aledaña a Madagascar debido a que una sonda no tripulada no alcanzo la órbita deseada y se quemó en la atmosfera del planeta cayendo e los océanos aledaños de la isla; por ello, meses después la NASA recuperó todo el material que estaba regado por toda la región.

Referencias:

http://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/ique-son-los-radioisotopos

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/099/htm/sec_15.htm

http://www.cab.cnea.gov.ar/ieds/images/extras/hojitas_conocimiento/aplicaciones/pag_39_40_pasquevich_radioisotopos%20en%20medicina.pdf

https://investigacion.us.es/scisi/sgi/servicios/radioisotopos