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Subject code : 61034125
El Bloque Temático 1 del programa de esta asignatura está constituido por cinco temas, en los que, tras hacer una breve introducción histórica del descubrimiento de la radiactividad, se estudia la desintegración radiactiva del núcleo, las distintas formas de desintegración nuclear, y la radiactividad natural, las series radiactivas y la radiactividad artificial, como se indica a continuación:
Tema 1: Radiactividad. Introducción histórica
Tema 2: El núcleo atómico. Estabilidad nuclear
Tema 3: Desintegración radiactiva
Tema 4: Formas de desintegración
Tema 5: Radiactividad natural y artificial
En el primer tema se hace una breve introducción histórica del descubrimiento de la radiactividad y se explica en qué consiste este fenómeno. A continuación, se estudia la composición del núcleo y sus propiedades, así como distintos modelos nucleares. En los temas siguientes tras estudiar la ley de desintegración radiactiva y la actividad, se estudian las distintas formas de desintegración radiactiva, para presentar a continuación las series de desintegración, desintegración natural y la desintegración artificial.
Todos los contenidos de este Bloque Temático se encuentran en el Curso Virtual, pudiéndose ampliar información en la bibliografía que se indica al final de cada tema.
Para lograr la comprensión y el entendimiento de cada tema es necesario que el estudiante conozca algunos conceptos básicos, estudiados previamente en las materias de Química del Módulo de Formación Básica, así como de Química Inorgánica. Entre los conocimientos previos necesarios que el estudiante debería conocer o repasar para entender los contenidos de esta asignatura se encuentran:
En este primer tema del programa de la asignatura se hace una breve reseña histórica sobre cómo tuvo lugar el descubrimiento de la radiactividad, y sobre el proceso de caracterización de la radiación, así como de las propiedades de las distintas componentes de la misma.
A continuación, se expone la teoría que explica el fenómeno de la radiactividad y se presentan las sustancias radiactivas que se encuentran en la Naturaleza.
En temas posteriores se profundizará en el conocimiento de los distintos tipos de radiación, sus propiedades y las leyes que rigen los procesos de las transformaciones radiactivas.
Antes de iniciar el estudio de la Radioquímica, se ha considerado conveniente conocer la composición del núcleo y las propiedades del mismo, especialmente la estabilidad y la inestabilidad nuclear, para pasar a continuación a estudiar la energía de enlace nuclear y la forma de calcularla.
Finalmente se estudian los modelos nucleares, de los que dos de ellos se consideran fundamentales, el modelo de la gota líquida y el modelo de capas.
La desintegración radiactiva de un núclido es una transformación nuclear que se produce de forma aleatoria, independientemente, en general, de las condiciones físicas o del estado químico, en los que se encuentre. La desintegración radioactiva se rige por las leyes de la estadística.
En este tema se estudia la ley de las desintegraciones radiactivas y los conceptos de período de semidesintegración o vida media y promedio de vida de un radionúclido, así como la actividad. Además, se estudia la desintegración de una mezcla de radionúclidos.
Como ya se ha visto en los temas anteriores, muchos núcleos son inestables y se desintegran de forma espontánea mediante la emisión de partículas alfa, de electrones o de positrones, y mediante captura electrónica. Generalmente estas emisiones llevan a un estado excitado de energía del nuevo núcleo, que se estabiliza emitiendo esta energía de excitación en forma de radiación electromagnética.
Muchos núcleos son inestables y se desintegran de forma espontánea, transformándose en otros núcleos, emitiendo simultáneamente radiación, se origina así la radiactividad natural. Los núcleos que tienen esta propiedad se dice que son radiactivos.
La radiactividad que no es emitida de forma espontánea sino de forma provocada por el hombre, se llama radiactividad artificial.
El Bloque Temático 2 del programa de esta asignatura está constituido por cinco temas que se detallan a continuación.
Tema 6: La radiación y la materia
Tema 7: Reacciones nucleares
Tema 8: Técnicas para la detección y medida de las radiaciones
Tema 9: Magnitudes y unidades radiológicas. Protección radiológica
Tema 10: Aplicaciones de los radioisótopos
Una vez estudiadas las distintas formas de desintegración radiactiva, la ley que rige estas desintegraciones y la radiactividad natural y artificial, en el Bloque Temático 1, el estudiante dispondrá de los suficientes conocimientos para afrontar al estudio del Bloque Temático 2. Así, en este Bloque Temático se estudiarán las interacciones de la radiación con la materia, las reacciones nucleares, la detección y medida de las radiaciones nucleares, así como las magnitudes y unidades radiológicas, para terminar, revisando algunas de las aplicaciones de los radisótopos.
Para lograr la comprensión y el entendimiento de cada tema es necesario que el estudiante conozca algunos conceptos básicos, estudiados previamente en las materias de Química del Módulo de Formación Básica que constituyen el primer curso del Título de Graduado en Química, como ya se ha comentado anteriormente, además de los contenidos de los temas que forman el Bloque Temático 1 del programa de esta asignatura.
En este Tema, que es el primero del Bloque Temático 2, se estudian los principales fenómenos que se pueden producir cuando las radiaciones nucleares, corpusculares y electromagnética interaccionan con la materia. Las interacciones producidas dependen de la energía de las radiaciones y de la naturaleza de la materia.
La radiación nuclear, en cada colisión con los átomos del medio con el que interacciona, cede energía a la materia y ésta al absorber energía sufre modificaciones.
Una reacción nuclear es un proceso resultante del bombardeo de un núcleo por una partícula o por una radiación electromagnética, mediante el cual dicho núcleo se transforma en otro, emitiéndose una partícula o un fotón. La primera reacción nuclear fue observada por Rutherford en 1919.
En este tema se van a estudiar los distintos tipos de reacciones nucleares que se pueden producir.
Para medir las radiaciones emitidas por los radionúclidos hay que detectar primero dichas radiaciones y registrarlas para poder interpretarlas cuantitativa o cualitativamente.
Los instrumentos de detección se fundamentan en la interacción de las radiaciones con la materia.
En este tema se estudian los tipos más utilizados de detectores de las radiaciones, la forma de medirla y el error estadístico en las medidas de radiactividad.
En el primer Congreso internacional de Radiología en 1925 se reconoció la necesidad de cuantificar la exposición a la radiación. En 1950 se formó la Comisión Internacional de Protección Radiológica, ICRP, y la Comisión Internacional de Unidades y Medidas, ICRU. Desde sus inicios la protección radiológica ha experimentado un gran desarrollo.
En este tema se estudian las magnitudes y unidades radiológicas y algunas nociones básicas sobre protección, así como sobre contaminación y descontaminación radiactivas.
Las aplicaciones de los radisótopos son muy variadas, empezando por las que tienen en la química pura. Dichas aplicaciones se basan en la alta sensibilidad de detección de los radionúclidos y en la posibilidad de “marcar” con isótopos radiactivos elementos o compuestos químicos. Esta última posibilidad permite investigar el curso de una reacción química.
Además de en medicina nuclear, los radisótopos tienen aplicación en la química para estudiar los mecanismos de reacción, en geoquímica y en geología, en arqueología, hidrología, metalurgia y en agricultura, por mencionar algunos.
