La Radiación
Aplicaciones
Energía Nuclear
La Energía Nuclear
Todo lo que necesitas saber sobre
Historia
Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares
1895
1942
Wilhem Röentgen descubrió los rayos X, tipo de radiación capaz de atravesar los cuerpos opacos a la luz.
1934
Todo lo que necesitas saber sobre Energía Nuclear
Descubrimiento de los rayos X
1954
1935
1896
1957
1938
1898
1939
1902
Henry A. Becquerel descubrió la radiactividad, al observar que el uranio emitía radiación de forma espontánea.
Descubrimiento de la radiactividad
Pierre y Marie Curie
El descubrimiento de Henry A. Becquerel llevó a Pierre y Marie Curie a estudiar la radiactividad de los minerales del uranio y descubrieron dos nuevos elementos químicos: el radio y el polonio, formados íntegramente por átomos radiactivos, por lo que recibieron, conjuntamente, el Premio Nobel de Física en 1903.
Pierre y Marie Curie concluyeron que los rayos provenientes del uranio eran un fenómeno de carácter atómico, independiente del estado físico y químico y le dieron el nombre de radiactividad.
Aislamiento del radio
Ernest Rutherford y Frederich Soddy demostraron que la emisión de radiación podía provocar que un elemento químico se transformara en otro de manera espontánea, pero quedaba por demostrar que el radio era un elemento como cualquier otro.
Marie Curie consiguió aislar unos pocos gramos de radio a partir de varias toneladas de un mineral llamado pechblenda, por lo que recibió el Premio Nobel de Química en 1911.
Radiactividad artificial
El matrimonio Joliot-Curie observó que al interceptar un haz de rayos alfa con una lámina de aluminio, ésta se volvía radiactiva.
Habían descubierto la radiactividad artificial, es decir, se había creado una sustancia radiactiva que no existía en la naturaleza. Esto les hizo ganadores del Premio Nobel de Química en 1935.
Reacciones con neutrones
Enrico Fermi enterado de los experimentos de Joliot-Curie y Savitch decidió tratar de inducir reacciones con neutrones. Tuvo gran éxito en su objetivo al estudiar sistemáticamente los elementos de la tabla periódica, notando en el proceso que si la energía de los neutrones se reducía por choques con protones en parafina o en agua, la radiactividad inducida aumentaba considerablemente. Al llegar al uranio, resultó que uno de los isótopos radiactivos producidos no pudo identificarse entre los conocidos en esa región de la tabla periódica y llegó a pensarse que podría ser un nuevo elemento "transuránico".
Descubrimiento de la fisión
Liza Meitner y su sobrino Otto Frisch dieron una interpretación completa del descubrimiento anterior:
«Los elementos obtenidos a partir de la irradiación de uranio con neutrones, son isótopos del lantano y del bario, y no hay formación de elementos transuránicos, sino que el núcleo del uranio se divide en dos fragmentos, dos núcleos más ligeros».
Bohr al llegar a Estados Unidos comentó la noticia de la fisión de uranio con neutrones a los físicos estadounidenses, que de inmediato lo comprobaron mediante diversos tipos de experimentos. En particular, Fermi, ya refugiado en Estados Unidos tras abandonar la Italia fascista, los continuó con entusiasmo.
Bohr en colaboración con Wheeler establecieron que era el isótopo 235 del uranio el que fisionaba con neutrones térmicos.
«Poco se imaginaba Bohr que ese trabajo, además de afectar el curso de la física nuclear iba también a influir en la guerra y en la política futura del mundo».
Fisión del uranio
La fisión nuclear controlada fue por primera vez llevada a cabo a una escala real por el equipo liderado por el físico estadounidense Enrico Fermi manteniendo este proceso en una "reacción en cadena" controlada. El reactor nuclear construido en una cancha de squash en la Universidad de Chicago, se encontraba funcionando en diciembre de 1942.
Como parte del proyecto Manhattan dirigido por J. Robert Oppenheimer, se construyó el primer reactor del mundo: el Chicago Pile-1 (CP-1).
El Proyecto Manhattan fue el nombre en clave de un proyecto científico llevado a cabo durante la Segunda Guerra Mundial por los Estados Unidos con ayuda parcial del Reino Unido y Canadá. El objetivo final del proyecto era el desarrollo de la primera bomba atómica.
Primer reactor nuclear
El 4 de diciembre de 1954 la Asamblea General de las Naciones Unidas aprobó por unanimidad una resolución denominada “Átomos para la paz”, en la que se expresaba la esperanza de crear un organismo internacional que fomentara la aplicación de la energía nuclear en beneficio de la humanidad.
Átomos para la Paz
Queda formalmente creado el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), el 29 de julio de 1957, en la ciudad de Viena, Austria con el fin de promover y aumentar la contribución de la energía nuclear para fines de alimentación, salud y mejorar las condiciones de vida.
El OIEA establece normas de seguridad nuclear y protección ambiental, ayuda a los países miembros mediante actividades de cooperación técnica y fomenta el intercambio de información científica y tecnológica sobre la energía nuclear.
Nace el OIEA
¿Qué es la Radiación?
El fenómeno de la radiación consiste en la emisión y propagación de energía en forma de partículas o de ondas electromagnéticas, a través del espacio o de un medio material.
A la emisión de energía debida a una lámpara, un calentador o la emisión de ondas de radio en radiodifusión comúnmente le llamamos radiación y también se le conoce como radiación no ionizante.
Si la radiación transporta suficiente energía para provocar excitación electrónica e ionización en el medio que atraviesa, es decir, arrancar electrones ligados a los átomos, se dice que es una radiación ionizante.
Los rayos X, rayos gamma, partículas alfa y beta, pertenecen a este tipo de radiación y uno de sus efectos puede ser el cambio químico en la estructura de las moléculas.
¿Qué es la radiación?
Las fuentes de radiación pueden ser naturales o artificiales.
Algunos minerales de la corteza terrestre, los rayos cósmicos provenientes del sol y otras estrellas, algunos alimentos que ingerimos e inclusive el aire que respiramos son ejemplos de fuentes naturales de radiación. Nuestra exposición a este tipo de radiación es inevitable.
Las fuentes artificiales de radiación se producen en diversas actividades humanas, mediante aparatos o instalaciones construidas por el hombre. El radio, la televisión y la telefonía móvil, los relojes luminosos, los fertilizantes fosfatados líquidos, los aparatos de radiografía o las centrales nucleares son fuentes artificiales de radiación.
11.7%
Provenientes del espacio exterior
Producción de energía eléctricade origen nuclear
Radiaciones de fuentes artificiales
Fuentes de Radiación
56%
Otras aplicaciones industrialesde las radiaciones ionizantes
0.2%
Minerales de la corteza terrestre
Alimentos que ingerimos
17%
Radiaciones de fuentes naturales
0.1%
15%
Aplicaciones médicas
Número Atómico
12
0
La radiación ionizante proviene de los átomos.
En la naturaleza la materia está constituida por moléculas que son combinaciones de átomos.
Los átomos tienen un núcleo constituido por protones de carga positiva y neutrones que son eléctricamente neutros, a excepción del hidrógeno que posee un núcleo formado por un solo protón.
El número de protones y neutrones también llamados nucleones por pertenecer al nucleo del átomo, le confieren a este su masa y propiedades químicas.
-
El número atómico Z, que se denota con esta misma letra, es el número de protones del núcleo de un átomo.
Número atómico (Z) = número de protones
Elemento químico
La estabilidad nuclear se logra por la relación entre neutrones y protones en el núcleo. Los átomos estables tiene una relación de neutrones y protones entre 1:1 y 1.5:1.
Los neutrones son necesarios para estabilizar al núcleo
Los Átomos
Protones
El número másico o número de nucleones de un átomo, es decir, la suma de protones y neutrones, se simboliza con la letra A.
Número másico (A)=número de protones (Z)+ número de neutrones (N)
Electrones
Un elemento químico es un tipo de materia que esta constituida por átomos de la misma clase.
En su forma más simple posee un número determinado de protones en su núcleo.
Número de neutrones
Neutrones
Alrededor del núcleo del átomo se encuentran electrones de carga negativa, que son 1,800 veces más ligeros que los protones y los neutrones. Un átomo neutro posee el mismo número de electrones que de protones.
Número Másico
+
Los Isótopos
Dentro de un conjunto de átomos con un mismo número atómico, es decir átomos del mismo elemento químico con el mismo número de protones, puede darse el caso que algunos de ellos tengan distinto número de neutrones, es decir, diferente número másico. Estas distintas variedades se denominan isótopos.
Un ejemplo es el elemento uranio, que posee dos isótopos principales.
Otro ejemplo es el elemento hidrógeno, cuyo núcleo consta de un protón. Un isótopo del hidrógeno es el deuterio, el cual tiene en su núcleo un protón y un neutrón, otro isótopo es el tritio; con un protón y dos neutrones en su núcleo. En los tres casos es un electrón el que gira alrededor de su núcleo.
Radiación alfa (α) es una emisión de partículas de carga positiva del núcleo, se desprenden dos protones y dos neutrones.
Radiación beta (β) está compuesta por electrones. Se produce cuando el núcleo emite un electrón tras convertirse un neutrón en un protón.
Radiación gamma (γ) es la emisión de radiación electromagnética por los núcleos inestables.
Neutrones (n) son partículas emitidas en las reacciones entre núcleos. Son muy penetrantes debido a que no tienen carga eléctrica y pueden, a la vez, producir núcleos radiactivos.
Radiación beta
Radiación gamma
Radiación alfa
Tipos de Radiación
La radiación que se origina en el núcleo de los átomos, se llama radiación nuclear, este tipo de radiación transporta considerables montos de energía.
Generalmente el núcleo de los átomos que constituye la materia es estable, cuando no es así, ocurre un fenómeno físico que llamamos radiactividad, en donde el núcleo inestable se transforma espontáneamente, o desprende energía, para convertirse en uno estable y al hacerlo emite radiación.
Los isótopos que tienen un núcleo inestable y emiten radiación se les conoce como radioisótopo, como el tritio, que es un isotopo radiactivo del hidrógeno.
La radiactividad no es eterna, los átomos de núcleos inestables que emiten radiación durante su transformación, dejan de ser radiactivos cuando su núcleo se estabiliza. El tiempo en que se reduce a la mitad el número de átomos inestables es característico de cada radioisótopo y es conocida como vida media y es característico de cada radioisótopo.
Radiación nuclear
Concreto
El poder de penetración en la materia de las radiaciones alfa es muy bajo, siendo frenadas rápidamente con materiales de muy poco espesor, una simple hoja de papel detiene a estas partículas.
El poder de penetración en la materia de la radiación beta es mayor que el de la radiación alfa. En el cuerpo humano sobrepasan la piel, pero no el tejido subcutáneo. Una lámina de aluminio puede bloquear a esta radiación.
La radiación gamma tiene un poder de penetración en la materia mucho mayor que las radiaciones anteriores, sin embargo, el plomo puede bloquearla.
La radiación de neutrones es muy penetrante debido a que estas partículas no tienen carga eléctrica y pueden, a la vez, producir núcleos radiactivos, el agua y el concreto bloquean a los neutrones.
Agua
Aluminio
Radiación Alfa
Radiación Beta
Penetración de los tipos de radiación
Papel
Energía
Neutrones y protones
Radiación Gamma
Mayor distanciaMenor radiación
Menor tiempo cercaMenor radiación
Mayor blindajeMenor radiación
Debido a que las radiaciones ionizan a los átomos que conforman las células, pueden modificar el funcionamiento de éstas. A bajas dosis, las células tienen la capacidad de revertir este efecto y a altas dosis el daño es mayor. Es por ello que se deben usar medidas de protección.
Medidas de protección contra las radiaciones
Irradiación y contaminación
Contaminación
Contaminación externa es la producida por residuos de un elemento radiactivo sobre la piel o la ropa de vestir.
Contaminación interna es cuando el material radiactivo penetra en el organismo, ya sea por vía respiratoria, digestiva, cutánea o subcutánea.
Existen medidas de seguridad para reducir la exposición y evitar la contaminación proveniente de fuentes radiactivas.
Interna
Externa
Exposición
Exposición
Es la radiación recibida por el cuerpo humano, proveniente de fuentes situadas al exterior del organismo.
Las radiaciones emitidas pueden alcanzar a la persona directamente y dependen del tipo de fuente radiactiva y de su blindaje.
Contaminación
¿Qué es la Energía Nuclear?
¿Qué es la fisión nuclear?
Es el fenómeno en que un núcleo pesado se divide en dos núcleos de menor masa y se tiene la emisión de partículas (neutrones, alfas, betas, gammas) y una gran cantidad de energía.
Por ejemplo para el uranio-235 se liberan del orden de 200 millones de electrón volts (eV), esto equivale a 100 millones de reacciones químicas de combustión aproximadamente.
Una fisión nuclear en cadena es una secuencia de fisiones de uranio-235 empleando neutrones de velocidad reducida por medio de choques con átomos de hidrógeno en el agua.
El agua es un material adecuado para frenar a los neutrones debido a su alto contenido de átomos de hidrógeno.
En cada fisión se emiten en promedio 3 neutrones y se libera gran cantidad de energía (200 000 000 eV).
Fisión nuclear en cadena
Barras de control
Barras de combustible
Las pastillas cerámicas de dióxido de uranio enriquecidas con 235-U.
Moderador
Disminuye la velocidad de los neutrones rápidos, llevándolos a neutrones térmicos para que se pueda dar el fenómeno de fisión, puede ser agua.
Un reactor nuclear de fisión es una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena con los medios adecuados para extraer el calor generado.
Moderador
Barras de control
Su función es el control del reactor, regulando la cantidad de neutrones presentes en el núcleo.
Refrigerante
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Refrigerante
Remueve el calor que se genera al chocar los productos de fisión con los materiales, comúnmente se emplea el agua.
Blindaje
Barras de combustible
Vapor
El vapor generado en un reactor nuclear es utilizado para mover una turbina y ésta a un generador de energía eléctrica.
Blindaje
Barreras físicas de acero, plomo, hormigón y agua para contener el combustible, los productos de fisión generados y bloquear la radiación que emiten éstos.
Reactor nuclear de fisión
Vapor
Agua
El agua dentro de un reactor nuclear se usa como reflector, moderador y refrigerante.
Barreras de protección de un reactor nuclear
Vasija del reactor
Es un contenedor robusto de acero, contiene los combustibles, las barras de control, el refrigerante y el moderador.
Pastllas cerámicas
Contenedor primario
Varillas de zircaloy
Contienen las pastillas cerámicas y evita que los productos de fisión gaseosos pasen al refrigerante del reactor.
Diversas “barreras” que aseguren que los productos de fisión no sean liberados al medio ambiente.
Vasija del reactor
Contenedor primario
Es una estructura de hormigón y acero capaz de soportar alrededor de 13 atmósferas de presión. Contiene los productos de fisión, en caso de que exista alguna fuga en la vasija.
Pastillas cerámicas
Retiene a los productos de fisión sólidos en su estructura.
Varillas de Zircaloy
Contenedor Secundario
Es el edificio de contención primaria que alberga en su interior al reactor nuclear, sistemas auxiliares y dispositivos de seguridad de emergencia, la plataforma de cambio de combustible y la alberca de combustible gastado.
Contenedor secundario
Existen dos tipos de reactores nucleares, los de investigación y los de potencia.
Los de investigación, como el reactor TRIGA Mark IIII del ININ, se utilizan para aplicaciones no energéticas como estudios de materiales y producción de radioisótopos para aplicaciones en industria, medicina, agricultura e investigación.
Los de potencia, como los reactores en la Central Nuclear Laguna Verde, aprovechan el calor generado por la fisión para producir energía eléctrica, desalar agua de mar o para sistemas de propulsión.
Tipos de reactores nucleares
Dá clic en los botones para ver ver cada parte del proceso
Alternador
Red eléctrica
Generación de electricidad
2
Un reactor nuclear de potencia produce y controla las reacciones de fisión y aprovecha la energía liberada para calentar agua, generar vapor, mover una turbina y generar energía eléctrica.
Dentro de la vasija del reactor tipo BWR se encuentran los ensambles combustibles y las barras de control sumergidas en agua, cuando se retiran las barras se da lugar a la reacción de fisión en cadena, la cual genera una gran cantidad de calor que es transferida al agua convirtiéndola en vapor. El vapor hace girar unas turbinas que impulsan un generador para producir electricidad. El vapor que sale de las turbinas pasa por un intercambiador de calor condensando el vapor, esta agua se bombea nuevamente al reactor.
Reactor
Transformador
3
Turbina de vapor
Reactor de agua en ebullición BWR (Boiling Water Reactor)
Condensador
1
481 m3 de gas natural
1 pastilla decombustible de uranio
Átomo por átomo, la fisión nuclear produce alrededor de 50 millones de veces más energía que la producida por combustibles fósiles.
Una pastilla de combustible nuclear de uranio produce la energía equivalente a 3 barriles de petróleo, 900 kg de carbón, 481 m3 de gas natural ó 2,268 kg de madera.
Por ejemplo, de la combustión de una molécula de hidrógeno con otra de oxígeno se obtienen 3.0 electrón Volts (eV) y de la combustión de un átomo de carbono con una molécula de oxígeno se obtienen 4.1eV. Mientras que de la fisión de un átomo de uranio con un neutrón se obtienen 200 millones de eV. El electrón-volt es una medida que se usa en la física nuclear.
3 barriles de petróleo
=
Capacidad de producción de energía por fisión
2,268 Kg de madera
900 kg de carbón
La Central Nuclear Laguna Verde (CNLV), es una instalación de producción de energía eléctrica basada en la fisión nuclear, única en México, con dos reactores nucleares de tipo BWR que usan como combustible óxido de uranio. Esta central aporta el 5% de la producción eléctrica del país.
La CNLV pertenece a la Comisión Federal de Electricidad (CFE) de la Secretaría de Energía y se opera a través de la Gerencia de Centrales Núcleo Eléctricas. Está regulada y supervisada por la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardas (CNSNS). Se localiza sobre la costa del Golfo de México, en la carretera federal Cardel-Nautla, en el municipio de Alto Lucero, Veracruz.
Núcleo electricidad en México
Nucleoelectricidad en el mundo
30 países usan plantas de potencia nuclear.
Existen 440 reactores nucleares de potencia en todo el mundo. Actualmente hay 60 nuevos reactores en construcción en 13 países.
Las centrales nucleares aportan alrededor del 14% del total de la electricidad en el mundo.
Si la energía eléctrica de origen nuclear, generada anualmente en el mundo, fuese producida por centrales de carbón de emisiones adicionales se emitirían 1,600 millones de toneladas de CO2 adicionales.
Si el mundo no utilizara energía núcleo eléctrica en la actualidad, las emisiones de CO2 aumentarían aproximadamente un 8% cada año.
Tritio
Helio
Deuterio
La fusión nuclear es el proceso de transformación de dos núcleos de átomos ligeros,en un núcleo más pesado, mediante una colisión.
Por ejemplo el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía.
Protón
La fusión nuclear
Reactor de fusión
Mediante la fusión también es posible extraer energía de los átomos, la cual puede ser empleada para la generación de electricidad.
Existen esfuerzos internacionales para aprovechar en el futuro esta tecnología en la generación de energía eléctrica.
MedioAmbiente
Agricultura
Arte y arqueología
Desechosradiactivos
Aplicaciones de la Energía Nuclear
Industria
Medicina
Medicina Nuclear
Gammagrafía
En la medicina se utiliza en diagnóstico y terapia de enfermedades.
Permite diagnosticar infecciones y tumores en los huesos.
Las técnicas de radiodiagnóstico consisten en la obtención de imágenes del organismo por medio de equipos de rayos X, que atraviesan el campo exploratorio que se desea estudiar. Gracias a la radiología X, pueden realizarse estudios de esqueleto, tórax, abdomen, sistema nervioso, tubo digestivo, aparato urinario, corazón, etcétera. Ejemplos de esta técnica son las radiografías dentales, las mamografías y la tomografía axial.
Aplicaciones en la medicina
Gammagrafía Ósea
MedicinaNuclear
Consiste en inyectar o hacer ingerir una dosis relativamente grande de una sustancia radiactiva en forma líquida, para que se acumule en el órgano que se quiere tratar y la radiación emitida sobre los tejidos destruya las células tumorales.
Se emplea para el tratamiento de hipertiroidismo, cáncer de tiroides, metástasis óseas de tumores de próstatas y mama.
Radiodiagnóstico
Radioterapia metabólica (quimioterapia)
Obtención de la imagen de la glándula tiroides, administrando al paciente un radiofármaco, puede ser yodo-131 y tecnecio-99, que se fija en las células de esta glándula.
Se emplea para diagnosticar la presencia de alteraciones de la forma, volumen o función tiroidea, como bocios, hipertiroidismo, cánceres de tiroides, entre otros.
Radio-diagnóstico
Gammagrafía Tiroidea
Tejidos Radioesterilizados
Es la técnica de diagnóstico donde el radiofármaco utilizado tiene la cualidad de concentrarse y marcar con exactitud el área de interés de ciertos órganos (tiroides, riñón, etcétera.)
La radiación gamma emitida por el radiofármaco se utiliza para formar una imagen del órgano o región por investigar.
Gammagrafía
GammagrafíaÓsea
Sirven para evaluar los diversos tipos de demencias, epilepsias y enfermedades vasculares o tumorales, que no pueden detectarse por resonancia magnética nuclear o por tomografía.
GammagrafíaTiroidea
Estudios del sistema nervioso central (SNC) con técnicas de gammagrafía
SNC con gammagrafía
Los apósitos procesados de amnios, piel de cerdo, piel humana y tejido músculo esquelético para atender lesiones en la piel, ocasionadas por quemaduras, úlceras crónicas y otras alteraciones se esterilizan con radiación gamma.
RadioterapiaMetabólica
Tejidos Radioesterilizados
Los radiofármacos son sustancias susceptibles de ser administradas al organismo vivo con fines diagnósticos o terapéuticos para investigar el funcionamiento de diversos órganos.
Los radiofármacos utilizados son de "corta vida", es decir después de unos minutos, horas o días dejan de ser radiactivos.
Aplicaciones en la industria
Tazadores
Aeronáutica
Determinación de la humedad de los materiales de construcción de edificios y caminos.
Se emplea radiación gamma para sanitizar, desbacterizar y esterilizar productos e insumos de trabajo. Por ejemplo desechables quirúrgicos como guantes, batas, jeringas y prótesis; materia prima para la producción de farmacéuticos, herbolaria y cosméticos.
En los alimentos ayuda a prolongar el periodo de caducidad sin alterar sus características. Se pueden irradiar especias, frutas, verduras, carnes, frutos secos, mermeladas, jugos, entre otros.
Uso de sustancias radiactivas como trazadores
Construcción
Esterilizaciónde Productos
Esterilización de productos médicos, farmacéuticos y alimentos
La radiación puede medirse rápidamente y con precisión, por lo que es posible emplearla para seguir el desarrollo de procesos o analizar las características de dichos procesos. Estas sustancias se denominan trazadores y se utilizan en diversas industrias como la industria del plástico, papel y acero.
A través de la medición de la radiación que atraviesa un espesor determinado, es posible verificar la uniformidad del producto, ahorrando así en materias primas y energía sin que disminuya la calidad del producto.
En la industria con fines de análisis, control de procesos y conservación de alimentos.
La radiación gamma puede utilizarse para la obtención de radiografías con propósitos de control de calidad, para la verificación de soldaduras en tuberías y para la detección de grietas en piezas de aviones.
Determinar grado de contaminación de aguas
Eliminación de gérmenes
Se emplea el calor producido por reactores nucleares para la desalación del agua del mar. Este proceso no genera emisiones contaminantes a diferencia de las producidas en las plantas desaladoras que usan combustibles fósiles para generar vapor y electricidad.
Aplicaciones en el medio ambiente
En el cuidado del medio ambiente se utiliza para la determinación de cantidades significativas de sustancias contaminantes en el entorno natural.
Evaluación de la contaminación del suelo
Mediante aceleradores de partículas se determinan los componentes de muestras de las partículas atmosféricas, para conocer la cantidad y clase de los contaminantes del aire.
Evaluación del efecto invernadero
La agricultura emplea con mayor frecuencia productos químicos contaminantes que penetran en el suelo a través de los fertilizantes nitrogenados y los plaguicidas. La aplicación de las técnicas nucleares permite determinar la descomposición de estos productos y su destino final.
Desalación de agua
Análisis de muestras ambientales
Desalación de agua
Contaminación de aguas
Irradiación de aguas residuales para la eliminación de los gérmenes patógenos.
Muestras ambientales
Mediante diversas técnicas que emplean la radiación, puede investigarse el grado de contaminación de aguas superficiales y subterráneas.
Permiten calcular las emisiones de dióxido de carbono en una zona industrial. La irradiación con haces electrónicos, son útiles para eliminar gases contaminantes, incluidos los gases nocivos como el dióxido de azufre o el óxido de nitrógeno emitidos en las centrales térmicas que utilizan combustibles fósiles.
Evaluación del efecto invernadero
Contaminación del suelo
Erradicación de plagas de insectos
Consiste en la esterilización masiva de insectos mediante radiación gamma y en la posterior liberación de éstos en las zonas afectadas. Cuando los insectos estériles se aparean con los insectos silvestres no se producen crías, así disminuye la población de los insectos de la plaga.
Mejoramiento de especies forestales
Mejoramiento de especies forestales
Técnica del insecto estéril (TIE)
Aplicaciones en la agricultura
Erradicación de plagas
En algunas ocasiones, las plagas de insectos llegan a destruir valiosas cosechas de cultivos alimentarios. Tradicionalmente se emplean los insecticidas, pero por su composición química constituyen un riesgo de contaminación ambiental y de residuos tóxicos en los alimentos.
Existen métodos nucleares de lucha contra los insectos, que no implican un riesgo para el medio ambiente.
Técnica del insecto estéril
En la agricultura ayuda a la mejora de nuevas especies y erradicación de plagas de insectos.
Consiste en irradiar con rayos gamma muestras de semillas de diversas especies vegetales, para mejorar las características de resistencia a plagas y sequías o para acelerar la germinación de las semillas y el crecimiento. Es un método alternativo de mejora genética de las especies.
Datación
Conservación de obras de arte y análisis de piezas arqueológicas
Mediante el empleo de aceleradores de partículas se identifica la composición química de pigmentos, arcillas, cerámicas, textiles, etcétera, que constituyen una obra de arte o pieza arqueológica, con el fin de facilitar su restauración, conservación y analizar su procedencia.
Conservación
Se emplean las propiedades de fijación del carbono-14 en huesos, maderas o residuos orgánicos, para determinar la antigüedad de los mismos. También se emplean en Geofísica y Geoquímica, técnicas que aprovechan la existencia de materiales radiactivos naturales, para la determinación de la edad de los depósitos de rocas, carbón o petróleo. Los organismos vivos durante su vida absorben carbono-14, que es un radioisótopo del carbono. Para determinar la antigüedad de un fósil se incinera una pequeña porción del fósil para convertirla en gas de dióxido de carbono CO2.
Los átomos de carbono-14 que se encuentran en el gas son inestables y decaen en nitrógeno-14 al tiempo que desprenden una partícula beta, un contador de radiación registra el número de partículas beta emitidas y de esta forma se puede conocer la antigüedad del fósil.
Para producir energía eléctrica se aprovecha la energía liberada de la reacción de fisión que calienta agua, genera vapor e impulsa una turbina y a su vez un generador. De manera convencional en termoeléctricas y carboeléctricas, el vapor para mover una turbina, se obtiene calentando agua con combustibles fósiles como el carbón o el gas natural. Sin embargo estos combustibles generan contaminantes que contribuyen al calentamiento global.
La gran ventaja de producir electricidad con energía nuclear es que no emite gases de efecto invernadero. Además el combustible nuclear es de bajo costo y las instalaciones requieren poco espacio.
La producción de energía eléctrica con técnicas nucleares es constante pues no depende de las condiciones climáticas como las energías renovables (eólica, hidroeléctrica y solar).
Generación de Electricidad
Desechos radiactivos
Los desechos que generan las diversas aplicaciones de la energía nuclear, tanto los de las aplicaciones energéticas (producción de electricidad) como los de las aplicaciones no energéticas (médicas, salud, ambiente, etcétera) son radiactivos. Sin embargo, la producción de desechos de la energía nuclear es menor comparada con el resto de las industrias.
Por ejemplo, España generó en 2008 dos toneladas de residuos radiactivos frente a tres millones de toneladas que se generan de otro tipo de residuos industriales. España cuenta con 8 centrales nucleares de potencia.
Toda actividad industrial genera desechos. Los producidos por la energía nuclear se manejan con altas normas de seguridad y se les da un tratamiento específico dependiendo de su naturaleza, como es su estado físico y el tipo de radiación que emite.
Se considera un desecho radiactivo a cualquier sustancia que contenga material radiactivo cuya utilización ya no es conveniente por razones técnicas o económicas.