Diccionario de Física Nuclear: Conceptos Esenciales de Radiactividad, Isótopos y Aplicaciones Médicas

Conceptos Fundamentales de la Física Nuclear y la Radiactividad

Procesos Nucleares Clave

Transmutación

La transmutación es un término relacionado con la alquimia, la física y la química que consiste en la conversión de un elemento químico en otro.

Radiactividad

La radiactividad es el proceso por el cual un núcleo atómico inestable pierde energía mediante la emisión de radiación, como una partícula alfa, una partícula beta con neutrino, o solo un neutrino (en el caso de la captura electrónica), o un rayo gamma o electrón (en el caso de conversión interna).

Fisión Nuclear

La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos más pequeños, además de algunos subproductos como neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo, como partículas alfa (núcleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energía), además de liberar una gran cantidad de energía.

Fusión Nuclear

La fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Simultáneamente, se libera o absorbe una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.

Estructura Atómica y Variantes

Masa Atómica

La masa atómica es la masa de un átomo. Puede ser considerada como la masa total de protones y neutrones en un solo átomo.

Isótopos

Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente masa atómica. Es decir, contienen el mismo número de protones, pero difieren en el número de neutrones. Como ejemplo, tendríamos el Hidrógeno y sus tres isótopos: el Protio, el Deuterio y el Tritio.

Isóbaros

Se denominan isóbaros a los distintos núcleos atómicos con el mismo número de masa, pero diferente número atómico.

Isótonos

Se denomina isótonos a los nucleidos que tienen el mismo número de neutrones, pero cuyos números atómico y másico son distintos.

Vida Media

La vida media es el promedio de vida de un núcleo o de una partícula subatómica libre antes de desintegrarse.

Partículas y Radiación

Radioisótopo

Un radioisótopo es un átomo que tiene un exceso de energía nuclear, lo que lo hace inestable y propenso a la desintegración radiactiva.

Partículas Alfa

Las partículas alfa son núcleos completamente ionizados de helio-4 (es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente). Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Estas partículas carecen de electrones, por lo tanto, son positivas.

Partícula Beta

Una partícula beta es un electrón o positrón de alta energía y alta velocidad emitido por la desintegración radiactiva de un núcleo atómico durante el proceso de desintegración beta.

Radiación Gamma

La radiación gamma es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón.

Positrón

El positrón es una partícula elemental, antipartícula del electrón. Posee la misma cantidad de masa y espín que el electrón; sin embargo, su carga es de +1e, mientras que la del electrón es de -1e.

Captura Electrónica

La captura electrónica es un proceso mediante el cual un electrón atómico se combina con un protón del núcleo y forma un neutrón y un neutrino electrónico. Es un proceso alternativo a la desintegración beta con emisión de positrones.

Aplicaciones y Tecnología Nuclear

Tomografía por Emisión de Positrones (PET)

La tomografía por emisión de positrones o PET, es una tecnología sanitaria propia de una especialidad médica llamada medicina nuclear. Es una técnica no invasiva de diagnóstico e investigación in vivo por imagen, capaz de medir la actividad metabólica del cuerpo humano.

Terapia de Cobalto-60

La terapia de cobalto-60 es el uso médico de los rayos gamma de los radioisótopos de cobalto-60 y se utiliza para el tratamiento de enfermedades como el cáncer.

Yodo Radioactivo (I-131) en Medicina

El yodo radioactivo (I-131), un isótopo del yodo que emite radiación, se usa con fines médicos. Su uso principal es la terapia de yodo radiactivo posterior a tiroidectomía por cáncer de tiroides. Cuando se traga una pequeña dosis de I-131, este es absorbido hacia el torrente sanguíneo en el tracto gastrointestinal (GI) y es concentrado por la glándula tiroides, donde comienza a destruir las células de la glándula.

Bomba Nuclear

Una bomba nuclear es un dispositivo que obtiene una gran cantidad de energía explosiva por medio de reacciones nucleares. Su funcionamiento se basa en provocar una reacción nuclear en cadena sostenida. Su procedimiento se basa en la fisión nuclear de núcleos atómicos pesados en elementos más ligeros, mediante el bombardeo de neutrones que, al impactar en dicho material, provocan una reacción nuclear en cadena. Para que esto suceda, es necesario usar isótopos fisibles, como el uranio-235 o el plutonio-239.