Usos de la Química nuclear
Cuarto medio - Actividad Nº 48

 

 

1.- ¿Qué aplicaciones tiene la energía nuclear?

La energía nuclear, si bien ha generado gran debate ético debido al riesgo de su uso, trae consigo un gran número de beneficios al ser humano, siendo usada en la medicina, la agricultura, y en la industria.

En la medicina, las técnicas nucleares han sido bastante útiles en el campo del diagnóstico, en la obtención de imágenes y en el tratamiento, como por ejemplo en el cáncer. Estos campos son conocidos como la radiología y la radioterapia, y es usado en pacientes de todas las edades, siguiendo los protocolos y controles adecuados, construyendo lo que se conoce como medicina nuclear.

El uso de radioisótopos facilita los procesos de detección de funciones anormales, la determinación de pasos metabólicos, la visualización de órganos, la localización de tumores y la terapia oncológica, es decir, en el tratamiento del cáncer, dado que la mayoría de las células cancerígenas se multiplican con rapidez y suelen ser más sensibles a las radiaciones que las células normales, por lo que la aplicación de radiación en zonas localizadas corresponde a la muerte esas células.

Además, la radioterapia permite la elaboración de radiovacunas para combatir enfermedades parasitarias del ganado y diagnóstico de enfermedades con la aplicación de radiofármacos, que por ejemplo, los pacientes consumen antes de un escáner.

Los radioisótopos más utilizados se muestran a continuación:

En la agricultura, los radioisótopos permiten investigar y entregar soluciones en áreas como la fertilidad de los suelos, los fertilizantes, el empleo óptimo de los nutrientes, la racionalización del uso de los nutrientes y la economía en la utilización del agua, pues según la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), el uso de estas técnicas podría reducir las dosis de aplicación de fertilizantes, recuperar suelos degradados, cuantificar erosión de los suelos, aplicar uso óptimo de agua y fertilizantes a frutales y utilizar adecuadamente plaguicidas.

Por ejemplo, se utiliza radiación gamma para desarrollar granos resistentes a las enfermedades o altamente productivos, pues, las semillas se exponen a la radiación para inducir mutaciones, por lo que las plantas más saludables y vigorosas que crecen de semillas irradiadas se seleccionan y se propagan para obtener variedades nuevas y mejoradas para uso comercial.

Estas técnicas también se usan para el control de plagas, pues, algunos insectos suelen ser muy perjudiciales para la calidad y la productividad de ciertos tipos de cosechas, siendo la tecnología nuclear una salida para evitar el uso de productos químicos prohibidos que generan efectos nocivos en el medio ambiente y en el organismo humano. La Técnica de los Insectos Estériles (TIE), es la más utilizada y consiste en suministrar altas emisiones de radiación ionizante a un cierto grupo de insectos machos, mantenidos en un laboratorio, para luego, dejarlos libres para facilitar su apareamiento con los insectos hembra. Frente a esto, no se produce descendencia, y gracias a este procedimiento sucesivo y repetitivo, es posible controlar y disminuir su población en una determinada región geográfica. En nuestro país, esta técnica se ha aplicado para poder controlar la mosca de la fruta, generando una expansión en las exportaciones agrícolas.

En los alimentos, y específicamente para su preservación, se utiliza radiación gamma o un haz de partículas beta, para destruir los microorganismos que pudieran causar deterioro del alimento, pero solo elevando ligeramente la temperatura de éste. De esta manera el alimento no se vuelve radiactivo, pero aumenta notablemente su duración. Esta técnica se utiliza en papas y cebollas, para retrasar el crecimiento de los brotes.

Finalmente, las aplicaciones de los radioisótopos en la industria, es muy amplia, por ejemplo, se usan en la generación de energía para marcapasos cardíacos o proporcionar energía a vehículos espaciales. También se usan en la fabricación de cintas y láminas metálicas de gran espesor, como protección de obras de arte, por destrucción de larvas, insectos u hongos; y en la construcción de detectores de humo.

 

2.- ¿Cómo se construye una bomba nuclear?

Una bomba nuclear consiste en una esfera hueca de material inestable que no es lo suficientemente densa como para producir una reacción en cadena. En su interior se encuentra un mecanismo iniciador de neutrones, y el exterior está revestido de un material explosivo.

Para iniciar la explosión de la bomba se disparan detonadores, que hacen que el material explosivo, estalle de la manera más regular posible para que envíe una onda de choque esférica hacia el radioisótopo, y cuando esta impacta contra él, lo comprime y reduce su volumen empujándolo hacia el centro de la esfera hasta que alcanza una densidad suficiente y se dispara el iniciador de neutrones para comenzar la reacción en cadena que da lugar a la explosión nuclear.

Actualmente se identifican tres tipos de armas nucleares: las bombas A, las bombas H y las bombas de neutrones.

a) Las bombas A se basan en la fisión nuclear, es decir, en liberación de energía a partir de la división de un núcleo inestable, siendo sus combustibles principalmente uranio, plutonio, polonio y mezclas de ellos. Generalmente, estas bombas se encuentran en misiles.

b) Las bombas H, se basan en la fusión nuclear, es decir la energía liberada mediante la unión de dos núcleos, teniendo como combustibles el hidrógeno y el helio. Debido a que se genera una fusión nuclear, para que la explosión se produzca, es necesario someterla a temperaturas de varios millones de grados Celsius, lo que se consigue haciendo explotar previamente una bomba A.

c) La bomba de neutrones, es una modificación de las bombas H, teniendo un mecanismo de fusión que reduce todo lo posible la onda expansiva o el pulso térmico, pero liberan gran cantidad de neutrones que bombardean a los alrededores. Los neutrones diseminados inducen radiactividad en los materiales, durante un corto período de tiempo, pero las emisiones radiactivas producen daños irreparables en las personas, sin destruir el entorno.

 

3.- ¿Cómo se manejan los desechos radiactivos?

Otro problema que trae controversia con respecto al uso de la energía nuclear es el manejo de los desechos que se generaran.

Se considera como residuos radiactivos a cualquier material que contenga radionúclidos en concentraciones superiores a las establecidas por las autoridades competentes y para el cual no está previsto ningún uso, pudiendo clasificarse de diversas maneras en función de sus características, como por ejemplo, por su estado físico, el tipo de radiación que emiten, el período de desintegración y su actividad específica.

Según su actividad específica se clasifican como residuos de baja, media y alta actividad, gestionando cada tipo por separado. Los residuos de baja y media actividad proceden principalmente de la minería, del ciclo del combustible y de la irradiación de sustancias en instalaciones nucleares y radiactivas, siendo menos peligroso que los de alta actividad, pero mucho más voluminosos.

La vida media de estos residuos varía mucho de unos a otros, va desde decenas de años hasta cientos de miles de años, los de mayor vida son los materiales en contacto con el combustible de los reactores nucleares.

Los residuos de alta actividad son los que contienen la mayor radiactividad generada y son el combustible gastado en las centrales nucleares y las cabezas nucleares procedentes de las bombas y misiles atómicos, por lo que tienen una toxicidad muy elevada.

 


 

Creado por Portal Educativo. Fecha: 2016-11-28. Se autoriza uso citando www.portaleducativo.net. Prohibido su uso con fines comerciales.
 
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