LA RADIACTIVIDAD AL SERVICIO DEL SER

HUMANO.1-La energía nuclear al servicio del ser humano2-Radiactividad natural y artificial en nuestro

entorno3-Radiactividad: una herramienta útil para

detectar y tratar canceres en medicina nuclear.4-Arqueometria: la ciencia al servicio del arte.

5-Los deshechos nucleares: ¿de donde vienen y adonde van?

La energía a nuclear al servicio del ser humano

La radiactividad ah producido en la humanidad muchos beneficios.

La radiactividad es un fenómeno natural, el cual se origina dentro del núcleo del átomo. Este fenómeno surge como consecuencia de la inestabilidad de ciertos elementos, los cuales, para lograr su estabilidad, se transforman en otro elemento diferente, emitiendo rayos gamma (fotones semejantes a la luz visible y partículas alfa (núcleos de helio) o beta (electrones).

Es utilizada tanto en campos militares como en medicina y campos de investigación que usualmente utilizan radioisótopos.

Tres instituciones de investigación nuclear en México

La Central Nuclear Laguna Verde, el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, cuyas instalaciones únicas en su tipo en México permiten producir radioisótopos para investigación, industria y medicina nuclear, gestionar los desechos nucleares, irradiar alimentos, analizar materiales a partir de técnicas nucleares, etc.,

el Centro Regional de Estudios Nucleares en la Universidad de Zacatecas, que proporciona diversos servicios e investigación dentrodel área nuclear

Radiactividad natural y artificial en nuestro entorno.

QUÉ ES LA RADIACTIVIDAD? La radiactividad es un fenómeno físico que se

caracteriza por la desintegración, es decir, la reorganización de los núcleos atómicos inestables. Esta desintegración se acompaña de la emisión de radiación ionizante.

TIPOS DE RADIACIONES Radiación alfa (a): la partícula emitida

corresponde a un núcleo del elemento químico de helio. La masa del nuevo núcleo disminuye en cuatro unidades, con relación al núcleo inicial.

Radiación beta (b): la partícula emitida es un electrón. La masa del núcleo atómico formado no cambia con la transformación de un neutrón en un protón. Un neutrino (partícula elemental de carga cero y de masa extremadamente pequeña) se lleva la energía complementaría liberada en la transformación.

Radiación gamma (g): es un tipo de radiación electromagnética que transporta el exceso de energía de un núcleo inestable. La radiación gamma acompaña a las transformaciones radiactivas alfa y beta, y tiene un fuerte poder penetrante.

PERIODO RADIACTIVO El periodo radiactivo o vida media de un elemento

radiactivo es el tiempo necesario para que su radiactividad disminuya a la mitad. Este tiempo es característico de cada isótopo radiactivo.

Su duración puede ser de una fracción de segundo hasta miles de millones de años.

DEFINICIÓN DE IRRADIACIÓN La acción de un material radiactivo sobre la materia

viva o inerte se realiza siempre por medio de radiaciones emitidas por este material. La acción depende del tipo de radiación.

Irradiación externa: Las radiaciones chocan con la materia expuesta. Se puede evitar alejándose de la fuente o interponiendo barreras protectoras.

Irradiación interna: se presenta cuando la materia radiactiva se ha ingerido o inhalado. Su acción es por tanto más importante que en el caso de contaminación externa, puesto que el organismo recibe las radiaciones en todas direcciones.

DAÑOS AL NIVEL DE LA CÉLULA Y EL ADN En una célula viva, todas las moléculas pueden

ser afectadas pero sobre todo dos de ellas: el agua y el ácido desoxirribonucleico (ADN). La radiólisis (descomposición por radiación) del agua provoca lesiones entre las moléculas vecinas. El ADN puede ser afectado directamente o por intermediario de la radiólisis del agua. Esto puede ocasionar dos fenómenos: la mutación o la muerte de la célula.

En caso de mutación, las células conservan su poder de división, pero transmiten las anomalías genéticas. Por ejemplo, las mutaciones pueden provocar cáncer o defectos hereditarios. Estos efectos son aleatorios.

Pero a partir de una dosis muy elevada, las degradaciones moleculares pueden provocar la muerte celular. Cuando la dosis es más débil, la mortalidad es diferida. Ciertas células mueren desde la primera división

Radiactividad: una herramienta util para detectar y tratar canceres en medicina.

La medicina nuclear es un área que utiliza cantidades muy pequeñas de radiofármacos (moléculas que contienen un átomo radiactivo, o radioisótopo), para examinar la función y estructura de un órgano o tratar algunas enfermedades.

La marcación es el procedimiento necesario para unir un radioisótopo a una molécula. Como ejemplos de moléculas marcadas tenemos las micelas coloidales (glóbulos de moléculas de tipo grasoso) radiomarcadas, que se han usado en medicina nuclear desde los sesenta para visualizar el hígado, el bazo y la medula ósea.

Con el paso del tiempo se descubrió que la estructura química de una molécula define la función que tendrá dentro del organismo; entonces se desarrolló la segunda generación de radiofármacos.

El diseño de un nuevo radiofármaco prácticamente se debió al trabajo conjunto de químicos y radiofarmacéuticos, partiendo de la estructura química de una sustancia cuya función dentro del organismo estuviera bien caracterizada, y a la que se le hacían pequeñas modificaciones con el fin de poderla marcar con radioisótopos.

Durante esta etapa se reconoce quela acción de los radiofármacos está íntimamente ligada a tres características moleculares:

1) Estéricas, es decir, el tamaño y la forma determinan la distribución y localización del radiofármaco en el organismo.

2) Electrónica: la carga total del complejo determina su comportamiento en el organismo, así como su grado de unión a las proteínas de la sangre. Mientras mayor sea su unión, mayor tiempo permanecerá en la sangre y tardará más en concentrarse en el órgano que se desea.

3) Lipofílica: la lipofilia, o grado de solubilidad en lípidos (grasas), determina la biodistribución, la acumulación en algunos órganos y la forma en que se excreta el radiofármaco del organismo.

RADIOFÁRMACOS TERAPÉUTICOS Actualmente se pretende emplear todos los

conocimientos de las capacidades orgánicas, utilizados en el diagnóstico del cáncer, para desarrollar agentes terapéuticos.

A dado lugar a la radioterapia metabolica. La radioterapia metabólica o radioinmunoterapia es

el tratamiento con radiofármacos dirigidos específicamente hacia el tumor, para proporcionar una dosis de radiación selectiva que destruya las células malignas sin dañar los tejidos sanos.

Anticuerpos monoclonales: la terapia con anticuerpos monoclonales se ha enfocado principalmente contra los tumores llamados linfoma no-de Hodgkin, para lo cual han sido marcados anticuerpos con itrio-90 y yodo-131 contra un componente que abunda en la membrana de los linfocitos B. Los resultados han sido bastante alentadores, pues se ha visto en la mayoría de los casos una mejoría del paciente, y un gran porcentaje presenta recuperación total.

Arqueometria: la ciencia al servicio del arte

EL MICROSCOPIO EN ARQUEOLOGÍA El deseo de ver las partes que conforman los

objetos es interesante a la curiosidad humana. El funcionamiento del microscopio electrónico de

barrido se basa en un haz de electrones de sección transversal pequeña y de alta energía que barre la superficie de la muestra y genera punto por punto una imagen magnificada. Los electrones son emitidos por un cañón y dirigidos hacia la muestra; rebotanen ella (se retrodispersan) y son recolectados en los detectores, que forman y mandan la imagen al monitor de la computadora.

El microscopio barrido presenta las siguientes ventajas:

a) La brillantez de la imagen no disminuye con la amplificación, lo cual es un problema serio en otros microscopios.

b) b) No hay rotación de la imagen al incrementar la amplificación.

c) Las fotografías se toman en forma externa al sistema de vacío del microscopio; esto elimina posibles contaminaciones producidas por la desgasificación de la película fotográfica.

d) Pueden ser adaptados fácilmente varios sistemas de análisis o de detección, sin tener que adaptar o modificar el diseño del microscopio.

EL AZUL MAYA: LA MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA EN EL ESTUDIO DE LA PINTURA MURAL.

La pintura mural es la forma más efímera del arte prehispánico.

Puede considerarse como antiguos códices incorporados a muros; algunas pinturas tratan de religión, dioses y astronomía; otras fijan hechos históricos, genealogías de familias reales y costumbres ligadas a la vida humana desde el nacimiento hasta la muerte.

La identificación completa del pigmento, su técnica de fabricación y de utilización en la pintura son incógnitas que apasionan a muchos científicos del mundo.

Shepard y Gottleb (1962) reconocen que la resistencia a los ácidos prueba que el color no es resultado de un recubrimiento superficial de tinte sobre las partículas de arcilla, lo cual apoya la hipótesis de formación de un complejo.

Beck y Wesley (1964) sugieren una posible relación del azul maya con el azul seri, preparado con resina de guayaco y montmorillonita.

Van Olphen (1966) reporta que el contenido del tinte en el pigmento es menor de 0.5 por ciento, lo que

indica que el tinte es adsorbido en la superficie externa de la arcilla y no absorbido dentro de sus canales, y que la estabilidad del complejo se alcanza con calentamiento entre 75 y 105 grados centígrados

Los deshechos nucleares: ¿de donde vienen y adonde van?

¿QUÉ SON LOS DESECHOS NUCLEARES? Según la definición de la Agencia Internacional de

Energía Atómica, residuo o desecho radiactivo es “toda materia que contiene radionúclidos en una concentración superior a los valores que las autoridades competentes consideran admisibles en los materiales adecuados para ser utilizados sin ningún control y para la que no está previsto ningún uso”. Esta definición nos conduce al término “radionúclido”, cuyo significado es “isótopo de un elemento químico que posee la propiedad de emitir radiactividad”.

CLASIFICACIÓN DE LOS DESECHOS NUCLEARES. Los desechos radiactivos se caracterizan

esencialmente por la naturaleza de los elementos que contienen y por su actividad por unidad de volumen o de masa (expresada en becquereles: número de desintegraciones espontáneas por segundo).

La clasificación de los desechos radiactivos difiere en los distintos países, pero de manera general se clasifican, según la naturaleza, el nivel de radiactividad y la vida media de los radionúclidos que los constituyen, en diferentes categorías:

a) Muy baja actividad b) Baja actividad c) Mediana actividad d) Actividad elevada Se les llama desechos de vida media larga cuando

su periodo de desintegración (sinónimo de vida media) es superior a 30 años, y de vida media corta en el caso contrario.

DESTINO DE LOS DESECHOS NUCLEARES El objetivo de confinar los desechos es hacer

que pierdan toda su nocividad y garantizar una inmovilidad efectiva y durable de los radionúclidos que contienen. Para lograr esto, se requieren dos operaciones complementarias:

la inmovilización, que consiste en incorporar los desechos en el seno de una matriz (cemento, vidrio, asfalto), dependiendo del tipo de desechos; y el embalaje de esta matriz de desechos en un contenedor formado de una o varias capas de distintos materiales (por ejemplo, acero inoxidable). Al conjunto resultante se le llama bloque de desechos.

Existen tres vías que son La separación de desechos y su

transmutación (proceso que permite la conversión de isótopos de vida media larga en isótopos de vida media corta, por medio de una reacción nuclear inducida por neutrones −captura, fisión−, que permite reducir la cantidad de desechos radiactivos de vida media larga).

El acopio a largo plazo en laboratorios o acopio en superficie,

el entierro en un cementerio nuclear, también llamado almacenamiento geológico profundo.

Shirley Garduño León Grupo 649. Química IV

Colegio de Ciencias y Humanidades .

Plantel: Vallejo