APLICACIONES DE LA FISICA NUCLEAR

APLICACIONES DE LA FISICA NUCLEAR Fisin nuclearaplicaciones de los isotoposAceleradores de partculasAplicaciones de las radiaciones 1.- Fisin nuclearFisin nuclearFisin nuclear(captura neutrnica)

Fusin nuclearEnerga de ligadura media por nuclen de los distintos elementos atmicos en funcin de su masa atmica

Aplicaciones de la fisin nuclearGeneracin de electricidadAplicaciones industriales: con fines de anlisis y control de procesos.Aplicaciones mdicas: en diagnstico y terapia de enfermedades.Aplicaciones agroalimentarias: en la produccin de nuevas especies, lucha contra las plagas de insectos y preparacin de vacunas.Aplicaciones medioambientales: en la determinacin de cantidades de contaminantes

Energa elctrica por fisin nuclearuna planta nuclear

Combustibles nuclearesson los responsables de producir energa en los reactores o centrales nucleares, generando calor durante dicho proceso, como cualquier otro tipo de combustibleTipos de combustiblesUranioCombustibles a base de xidos:Soluciones acuosas de sales de uranioNitruro de uranioCarburo de uranioPlutonio

Basado en el principio fsico Tipos de reactores nucleares:Reactor de agua presurizada (PWR) :Reactor de agua hirviente (BWR):Reactor de agua presurizada (PHWR o CANDU):Reactor avanzado enfriado por un gas (AGR):Reactor RMBK

Moderador nuclearModerador nuclearModerador nuclearTipos de moderadoresGrafito:Agua pesada

2.- APLICACIONES DE LOS ISOTOPOS

Investigacin El ciclo de la fotosntesis Datacin de objetos carbonososMedicina Diagnosis tiroidea Tomografa cerebral La bomba de cobalto Industria - Medidores de control Control de calidad por gammagrafa Polimerizacin por la radiacin

Agricultura - Mejora de cultivos por seleccin de mutantes Incremento de la produccin pecuaria La tcnica de los insectos estriles Conservacin de alimentos por irradiacin

Minera

Medio Ambiente Abatimiento de contaminantes Conservacin del patrimonio histrico

En la investigacinLos trazadores han sido los instrumentos fundamentales para el esclarecimiento de los procesos biolgicos; El nmero de ejemplos que se podran poner de empleo de trazadores en investigacin es prcticamente ilimitado como:

Datacin de objetos carbonosos

tcnica ms fiable para conocer la edad de muestras orgnicas de menos de 60.000 aosfechados por el C14. Restos humanos prehistricos Fragmento de la Sbana Santa

Basado enAbsorcin de 14C

Curva de decaimiento del 14C (*) En este sentido hay que indicar que la proporcin de14C/12C en la atmsfera est sujeta a oscilaciones

Corregir el clculo:

Para los clculos, que en realidad son ms complejos, se debe tener tambin en cuenta el emplazamiento donde el ejemplar se ha hallado. As, en las regiones volcnicas, puede ser inferior a lo normal, porque el xido de carbono volcnico reduce el carbono 14 de la vegetacin. Se sabe asimismo que, desde 1900, la tasa de carbono 14 disminuy (del 3 a1 2 %), porque la actividad industrial verti a la atmsfera grandes cantidades de anhdrido carbnico, pero en cambio volvi a crecer en un 50 % aproximadamente desde los aos cincuenta debido a los experimentos atmicos. Correcciones suplementarias se han efectuado en ciertos periodos antiguos, cuando, por comparacin histrica, se ha establecido que hacia el ao 6200 antes de nuestra era la tasa de carbono 14 era un 8 % superior a la actual y que un objeto cuya edad real es de 8.500 aos en la datacin del carbono 14 slo tiene 7.500 aos

2. Medicina En Medicina son de gran utilidad tanto los trazadores radiactivos como las fuentes encapsuladas. Los trazadores de uso mdico son, en realidad, frmacos marcados con un istopo radiactivo (radiofrmacos)

Principales radiofrmacos empleados en la diagnosis de diferentes rganos del cuerpo humano.

Las fuentes encapsuladas se empleados en Radioterapia (Teleterapia y Braquiterapia), para el tratamiento de tumores malignosistopos sin encapsular (I131 en disolucin, para tumores tiroideos), en el tratamiento oncolgico es la Teleterapia con fuentes de Co60 (corrientemente denominadas bombas de cobalto).

Diagnosis tiroidea

se muestra la morfologa tiroidea de un individuo sano y de otro enfermo puede realizarse tanto con I131 (en forma yoduro) como con Tc99m (en forma de pertecnato)

La bomba de cobalto

La Radioterapia se inici ( 1980) utilizando el istopo natural Ra226 en los aos de 1950, empez a ser sustituido por el istopo artificial Co60 y desde entonces sigue siendo ste el istopo clave en el tratamiento del cncer, porque permite irradiar toda clase de tumores, incluso los de localizacin profundaequipo de bomba de cobalto(cabezal giratorio)

3. Industria el empleo de las fuentes encapsuladas, ya sea en el control de calidad de las materias primas de procesos industriales (cementeras, centrales trmicas, refineras petrolferas, etc.)en control de calidad de productos fabricados en serie. Tambin, la irradiacin con fuentes intensas se considera como una operacin unitaria de proceso para mejorar la calidad de determinados productos ( plsticos especiales, esterilizacin de productos de "usar y tirar", etc.). El contenido isotpico de las fuentes industriales vara segn el tipo de aplicacin: - desde las decenas de milicurios, en las fuentes de medidores de control, - a las decenas de curios, en las fuentes gammagrficas, - o las centenas de kilocurios, en los irradiadores industriales.IndustriaMedidores de control

Control de calidad por gammagrafa

Induccin de la polimerizacin del etileno por la radiacin para formar polietileno.Polimerizacin por la radiacin

La radiacin gamma ioniza la materia y crea radicales libres, que son las especies intermediarias de muchas reacciones qumicas. Aplicada la radiacin (fuentes de Co60) a los monmeros con los que se fabrican los plsticos especiales de alto grado de entrecruzamiento catenario, que mejora considerablemente sus propiedades como aislante trmico y elctrico.

4. AgriculturaMejora de cultivos por seleccin de mutantes

Incremento de la produccin pecuaria

Mediante toma de sangre para el anlisis hormonal se puede lograr el aumento de produccin que se consigue utilizando tcnicas nucleares de gestin del ciclo y de alimentacin del ganado. .La irradiacin de semillas da lugar a una gran variedad de mutaciones en sus genes. por su mayor contenido de sustancias trficas, produccin de defensas naturales contra agresores medioambientales, mejor adaptacin a las condiciones climticas, etc.

AgriculturaConservacin de alimentos por irradiacin

mediante la irradiacin de los alimentos dentro de un intervalo de dosis que sea suficiente para conseguir el efecto deseado (reduccin de la carga microbiana), sin la alteracin de los caracteres organolpticos de los mismos. Procediendo de este modo, y para dosis inferiores a 10 kilograys34, se ha comprobado que los alimentos son inocuos y tienen una mayor vida til. La tcnica de los insectos estriles

la tcnica empleada ha sido la de los insectos estriles, que consiste en la produccin masiva de insectos machos esterilizados por irradiacin, que se sueltan por tandas para que compitan sexualmente con los nativos del territorio infestado, mermando as su descendencia, lo que se repite una y otra vez, hasta lograr su extincin.

5. Minera Empleo de una sonda nuclear (fuente + detector) para determinar la composicin litolgica de los estratos de un sondeo Se puede obtener informacin de las caractersticas de los estratos haciendo descender por la perforacin sondas nucleares; que pueden consistir en un simple detector gamma, para medir la radiactividad natural (radionucleidos K40, Th232 y U238), que suele ir asociada a otros minerales de inters;

una fuente y un detector gamma, para determinar (por reflexin) la densidad de los estratos y, con ello, la porosidad necesaria para albergar hidrocarburos;

o, una fuente de neutrones y un detector gamma, para obtener la composicin elemental del estrato, mediante colisiones inelsticas de neutrones energticos (fuentes de Am241/Be y de Cf252).

6. Medio Ambiente Abatimiento de contaminantes

para captar los gases que producen las lluvias cidas, mediante su irradiacin con haces de electrones en presencia de amoniaco, lo que da lugar a la formacin de abonos nitrogenados para la Agricultura.

Conservacin del patrimonio histrico

Para la conservacin del patrimonio de bienes culturales (estatuas, libros, documentos, objetos de arte, etc.). Se practica la restauracin de piezas deteriorados por impregnacin con un monmero y su posterior irradiacin gamma, que produce la consolidacin de la pieza por polimerizacin y la eliminacin de los insectos xilfagos, hongos, etc. por esterilizacin.

Anlisis por Activacin

Tcnica en la que un istopo estable de un elemento es transformado en radiactivo a travs de una reaccin con unapartcula nuclear tal como un neutrn. La medida de la actividad inducida permite determinar la cantidad del istopo estable originalmente presente.Desarrollo y aplicacin del Anlisis por Activacin Neutrnica a estudios de medio ambiente

(AAN)La activacin neutrnica es aplicad debido a su elevada sensibilidad, precisin y selectividad que requiere pequeas masas de muestra. Esta tcnica es especialmente apta para el anlisis de elementos traza y minoritarios, efectuando anlisis de As, Mo, Sb, Se y U en varios cientos de muestras de aguas y sedimentos limolosicos. Tambin se han realizado numerosas determinaciones de metales pesados en aguas y suelos de distintas regiones del pas como por ejemplo, As, Hg, Sb, Th, As, Cr, Fe, Hg y Zn y U en aguas en los alimentos se determinno de metales pesados (As, Hg, Sb, Se y Cd), mediante tcnicas analticas nucleares.

Anlisis por ActivacinTcnica en la que un istopo estable de unelemento es transformado en radiactivo atravs de una reaccin con unapartculanuclear tal como un neutrn.La medida de la actividad inducida permitedeterminar la cantidad del istopo estableoriginalmente presente.La identificacindel radionucleidose realiza atravs de sus energas emitidas y el T1/