domingo, 13 de octubre de 2019

RADIACIÓN NUCLEAR

PROBLEMA 

 ¿Como fue evolucionando el uso de las radiaciones nucleares ?

HIPÓTESIS

Variable independiente :  El hombre fue descubriendo el fenómeno de la radioactividad .
Variable dependiente : Como a ido evolucionando poco a poco el uso de las radiaciones nucleares  . El ser humano a través de ellas descubren como usarla para su beneficio  como : 
En la electricidad ,la medicina , la hidrología , agricultura y alimentación , minería , industrias , arte , medio ambiente , exploración espacial , cosmologia .

       https://www.youtube.com/watch?v=teOuU9YDIOA


  

   

Obtención de energía eléctrica


¿Qué es la energía nuclear? 


La energía nuclear es la energía que está en el núcleo del átomo, manteniendo unidos a los neutrones y los protones. Esta energía puede ser liberada del núcleo a través de dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear.



En la fusión nuclear los núcleos de dos átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un núcleo más grande. En la fisión nuclear el núcleo de un átomo se divide o se separa para formar núcleos más pequeños. En ambas reacciones los átomos pierden una pequeña cantidad de masa, que se convierte en una gran cantidad de energía calorífica y de radiación.

  ¿Dónde se obtiene la energía eléctrica a partir de la energía nuclear?


La energía eléctrica se obtiene de la energía nuclear en unas instalaciones específicas denominadas centrales nucleares. En estas instalaciones se cuentan con los reactores nucleares, en los cuales se generan procesos de fisión nuclear .



    
¿Cómo se obtiene la energía eléctrica a partir de la energía nuclear? 


Las fisiones nucleares que se provocan en el reactor nuclear generan gran cantidad de energía calorífica (calor). Este calor se usa para calentar agua en un circuito cerrado hasta convertirla en vapor. El vapor que se encuentra a una alta temperatura va hacia una turbina eléctrica haciéndola girar; así parte de la energía calorífica se transforma en energía cinética. La turbina  se encuentra conectada a un generador eléctrico que transforma la energía mecánica de su giro en energía eléctrica.











Hidrología




La hidrología isotópica es una técnica nuclear que utiliza isótopos estables y radiactivos existentes en el medio ambiente –tanto de origen natural como artificial- para caracterizar el comportamiento dinámico del agua en el ciclo hidrológico o en aquellos procesos de la ingeniería en los cuales se le utiliza.
Esta rama de la ciencia permite:  estimar el origen geográfico del movimiento del agua, comprender la disponibilidad de agua subterránea y superficial en climas actuales y futuros, identificar la fuente y monitorear los contaminantes del agua y evaluar la eficacia del manejo de los recursos hídricos.


Con respecto a las aguas subterráneas, las técnicas de hidrología isotópica permiten el seguimiento y la medición precisa de la magnitud de los recursos hídricos subterráneos, proporcionan respuestas a las preguntas sobre el origen, la edad y la distribución de las aguas subterráneas, así como las interconexiones entre suelo y las aguas superficiales y acuíferos sistemas de recarga.
Para las aguas superficiales la hidrología isotópica, puede dar información sobre las fugas a través de presas y canales de riego, la dinámica de los lagos y embalses, caudales, las descargas de los ríos y las tasas de sedimentación.
Las sondas de neutrones pueden medir la humedad del suelo con mucha precisión, lo que permite una mejor gestión de los terrenos afectados por la salinidad, en particular con respecto al riego.

Agricultura y alimentación


Puede resultar extraño, pero científicos y expertos aseguran que las aplicaciones nucleares en agricultura y, por lo tanto, en la producción de alimentos, promueven la seguridad alimentaria.



Las aplicaciones nucleares en agricultura se basan en el uso de técnicas de radiación y de isótopos para combatir plagas y enfermedades, aumentar la producción, proteger los recursos hídricos y terrestres, y garantizar la seguridad alimentaria y la autenticidad, así como aumentar la producción de animales.
Tanto la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés) como la Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA), amplían el conocimiento y mejoran la capacidad 



La FAO presenta siete ejemplos de cómo la tecnología nuclear mejora la alimentación y la agricultura:

  1. Productividad animal y salud
La tecnología nuclear y otras han marcado diferencia en la mejora de la productividad ganadera, el control y la prevención de las enfermedades animales trasfronterizas, y en la protección del ambiente.


  1. Suelos y agua
Las técnicas nucleares se usan en muchos países para ayudar a mantener la salud de los sistemas de suelo y agua, fundamentales para garantizar la seguridad alimentaria para la creciente población mundial

  1. Plagas
De esa forma se suprimen y se eliminan de forma gradual las plagas ya existentes o se impide la introducción de especies invasivas, y es más seguro para el ambiente y la salud humana que los pesticidas tradicionales.


  1. Seguridad alimentaria
Las técnicas nucleares ayudan a las autoridades nacionales en más de 50 países a mejorar la seguridad alimentaria al atender el problema de residuos dañinos y contaminantes en los comestibles, y mejorar los sistemas de trazabilidad con análisis de isótopos estables.


  1. Respuesta de emergencia
La radiactividad está presente en todo lo que nos rodea, desde el sol hasta el cielo. Pero de haber un incidente nuclear o una emergencia, es fundamental comprender el movimiento de la radiactividad en el ambiente para prevenir o aliviar el impacto en los productos agrícolas.


  1. Cambio climático
El sector agrícola usa tecnología nuclear y otras relacionadas para adaptarse al cambio climático, aumentando la eficiencia en el uso de recursos y la productividad de forma sostenible.

  1. Hambruna estacional
Los programas de reproducción de cultivos usan tecnología nuclear para ayudar a los países vulnerables a garantizar la seguridad alimentaria, adaptarse al cambio climático e incluso hacer frente a la hambruna estacional.
Las nuevas variedades mutantes acortan el proceso de crecimiento, lo que permite a los agricultores plantar variedades adicionales durante la temporada de cultivo.













Medicina






La medicina nuclear consiste en el uso de sustancias radiactivas no selladas y de las propiedades de los nucleídos estables en el diagnóstico, el tratamiento, la investigación y la prevención de enfermedades.
Según la Sociedad Española de Medicina Nuclear e Imagen Molecular la medicina nuclear se define como la rama de la medicina que emplea los isótopos radioactivos, las radiaciones nucleares, las variaciones electromagnéticas de los componentes del núcleo y técnicas biofísicas afines para la prevención, diagnóstico, terapéutica e investigación médica.

Radioterapia:  Aplicación de radiaciones ionizantes para la destrucción de tejidos malignos y tumores.

Diagnóstico mediante radioisótopos: Se utilizan radioisótopos para escanear y obtener imágenes de órganos y para la terapia contra el cáncer.
Esterilización de equipos médicos: A través de su irradiación.
Conocimiento de procesos biológicos mediante trazadores: Se pueden determinar pequeñísimas concentraciones de enzimas, hormonas, drogas, venenos, etc, mediante la técnica de radioinmunoanálisis (RIA).
Estudio de los caracteres de las células tumorales, su localización y extensión tumoral: Permite planificar la dosis, frecuencia y cantidad de sesiones de irradiación que se debe realizar, de manera que se facilite una reducción progresiva del tumor y se permita la mejor reparación de los tejidos circundantes.



Minería




La radiactividad ayuda a la obtención de Oro, Platino, Aluminio, gas y petróleo. Una amplia gama de técnicas y tecnologías que emplean radioisótopos o fuentes de radiación ofrecen grandes ventajas a las industrias de la minería, ya sea para la exploración, la optimización de los procesos, la solución de problemas, la evaluación de los yacimientos mineros o para garantizar la protección del medio ambiente.

Los radiotrazadores y medidores nucleónicos se están aplicando cada vez más por las industrias mineras, metalúrgicas y de procesamiento de minerales para la extracción y exploración eficiente de los recursos naturales.
Haciendo uso de sondas nucleares (dispositivos que miden la radiación ionizante emitida por los materiales radiactivos) es posible determinar la composición química y las características físicas de los suelos. Esto permite conocer si un determinado estrato reúne las condiciones favorables para albergar ciertos minerales o combustibles como el petróleo y el carbón.
Los registros nucleares de pozos con neutrones y rayos gamma, se utilizan en las industrias del petróleo, gas y de Uranio. Estas industrias además están desarrollando e introduciendo nuevos radio trazadores y medidores nucleónicos.

Industria




En la industria el uso de radioisótopos y radiaciones de diversas formas, ha permitido el desarrollo y mejora de los procesos, las mediciones, la automatización y el control de calidad. Además, son muy numerosas las tipologías de Instalaciones radiactivas que funcionan con base en una fuente radiactiva, usando técnicas de gran precisión.
Los materiales radiactivos se utilizan en la radiografía industrial, ingeniería civil, análisis de materiales, dispositivos de medición, control de procesos en las fábricas y la comprobación de oleoductos y gasoductos en busca de fugas y debilidades. En la actualidad, casi todas las ramas de la industria utilizan radioisótopos y radiaciones de diversas maneras:

Se introducen sustancias radiactivas para investigar diversas variables de procesos industriales (caudales, filtraciones, fugas, etc), monitorear la tasa de desgaste del motor y la corrosión de los equipos de procesamiento. Estas sustancias son denominadas “Trazadores”.
Radiografías de la estructura interna de las piezas: Se trata de un método no destructivo que permite comprobar la calidad en soldaduras, piezas metálicas o cerámicas, etc., sin dañar o alterar la composición del material. Pueden ser gammagrafías (si se realizan con rayos gamma) o neutrografías (si se realizan con neutrones).
Para mejorar la calidad de determinados productos y para la esterilización de productos de «un sólo uso», se pueden irradiar con fuentes intensas.
Reducción de la tasa de dosis radiactiva de los reactores nucleares, con la inyección de radionucleidos.
Se utilizan radioisótopos como dispositivos de imagen para inspeccionar las debilidades y los defectos de los productos terminados.
La industria ha utilizado radioisótopos para desarrollar indicadores muy sensibles para medir el grosor y la densidad de muchos materiales.
Los medidores que contienen  fuentes radiactivas (generalmente gamma), son de uso generalizado en todas las industrias en las que los niveles de gases, líquidos y sólidos deben comprobarse. Ayudan a:
Probar el contenido de humedad de los suelos durante la construcción de carreteras.
Medir el espesor de papel y plástico durante la fabricación.
Comprobar la altura de fluido cuando se llenan botellas en las fábricas.
Detectar explosivos.


Los materiales radiactivos también se utilizan en la industria para:


·         Inspeccionar los defectos de las piezas metálicas y soldaduras.
·         Medir, monitorear y controlar el espesor de la chapa, textiles, servilletas de papel, periódico. plástico, películas fotográficas y otros productos.
·         Calibrar instrumentos.
·         La fabricación de cerámica y cristalería.
·         Generar calor o energía para estaciones meteorológicas remotas, satélites espaciales.


Las industrias que utilizan materiales radiactivos incluyen:

·         La industria del automóvil.
·         Fabricantes de aeronaves.
·         Las empresas mineras y petroleras.
·         Compañías de tuberías.
·         Compañías de construcción.

Arte y Arqueología



La aplicación de la tecnología nuclear en el arte ha contribuido mediante nuevas técnicas de restauración y conservación preventiva al patrimonio cultural mundial:
Conservación y restauración del patrimonio: Mediante la impregnación con un monómero (molécula pequeña) y su posterior irradiación gamma, es posible reducir la progresiva pérdida de fijación que sufre la obra al estar expuesta al medio ambiente, a la vez que se esterilizan y luego se eliminan los insectos, hongos y demás que dañan y contaminan las obras.
Determinación de la antigüedad: La técnica del carbono permite la datación de obras de arte y de piezas arqueológicas e históricas.
Determinación del origen de piezas históricas y arqueológicas: Se obtiene información sobre los recursos y técnicas que se usaron en su fabricación, su autenticidad, estado de deterioro y cómo restaurarlo.
Autenticidad de las obras de arte, mediante análisis de los elementos micro constituyentes de la materia prima, que varían según el autor y las épocas.


Algunas de las aplicaciones de la radiactividad en el arte y la conservación del patrimonio son:


·         Análisis de obras pictóricas e instrumentos: Permite detectar si ha habido reparaciones previas, alteraciones, falsificaciones, daño interno por insectos, alteraciones significativas en la composición estructural y aporta información  sobre la densidad de los materiales.
·         Conservación de libros antiguos: En situaciones extremas y como último recurso disponible, se usa la radiación gamma para la recuperación, tratamiento, saneamiento y limpieza de libros.
Restauración de Esculturas.

Medio Ambiente




Además de las aplicaciones de la radiactividad en Hidrología y en agricultura y alimentación , los isótopos radiactivos son muy útiles para la reducción de la contaminación ambiental, para la evaluación del cambio climático, en el análisis del estado de conservación de la naturaleza y en todo tipo de investigaciones relacionadas.
Los radioisótopos son utilizados como trazadores ambientales que permiten detectar y analizar los contaminantes. En las iniciativas de reducción de la contaminación, son usados para identificar:
las cantidades de las sustancias contaminantes y los lugares en que se presentan

las causas de la contaminación

Las técnicas nucleares como el Análisis por Activación Neutrónica y difracción de rayos X han contribuido en la solución de problemas de contaminación, como los causados por el dióxido de azufre, las descargas gaseosas a nivel del suelo, en derrames de petróleo, en desechos agrícolas, en contaminación de aguas y en la contaminación generada por las ciudades.
Las aplicaciones y tecnologías nucleares son herramientas que se utilizan para entender el cambio climático; también permiten que los países generen las medidas adecuadas de adaptación a las consecuencias de dicho cambio. Con respecto a las medidas de adaptación, han contribuido en:


mejorar el control de las inundaciones
desarrollar nuevas técnicas de riego en regiones cada vez más áridas
generar nuevas tecnologías para medir el impacto del cambio climático




Cosmología


El análisis de la abundancia relativa de determinados radioisótopos de origen natural es de vital importancia en la determinación de la edad de las rocas y otros materiales que son de interés para los geólogos, antropólogos y arqueólogos.
La semidesintegración de los isótopos y métodos y técnicas de análisis de radiaciones están permitiendo saber las edades de las estrellas, la datación de las rocas ígneas, de rocas más jóvenes y de objetos de origen humano, los cuales pueden ayudar a describir la historia humana de hace unos 60000 años.

Su aplicación en el campo de la investigación geológica en especial en lo relativo a técnicas geofísicas de medición de numerosos parámetros en sondeos, sísmica, dataciones de tiempo absoluto de rocas, investigación de aguas, hidrocarburos y otras muchas técnicas de comunicación de datos y análisis a distancia, ha hecho que la ciencia geológica diese un gran adelanto con la aparición de estas técnicas nucleares pudiéndose afirmar que el conocimiento hoy geológico del planeta no sería lo mismo.

conclusiones


Los usos de la radiación nuclear son cada vez más frecuentes. Por esto, aparte de que estamos expuestos siempre a una cierta dosis natural, tiende a incrementarse la posibilidad de recibir radiación proveniente de fuentes artificiales. Podría ser por los múltiples generadores de radiación para usos médicos que existen, por la aplicación de radioisótopos en diversos procesos industriales, o por accidentes que suceden por la ignorancia y el uso inadecuado de fuentes y generadores de radiación. Cuando se usa radiación, el riesgo de una dosis excesiva se puede reducir al mínimo con métodos de trabajo apropiados y buenos hábitos.
 En el manejo inadecuado de la radiación ionizante se han presentado accidentes de consecuencias serias y espectaculares.