Tecnología Nuclear y sus avances

En menos de un siglo, la tecnología nuclear (que aprovecha la radiactividad) ha permitido importantes avances en diversos campos como medicina, hidrología, ambiente, minería, exploración espacial, entre otros.

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En menos de un siglo, la tecnología nuclear (que aprovecha la radiactividad) ha permitido importantes avances en diversos campos.

Generación de electricidad

El 15% de la energía eléctrica mundial es generada por reactores nucleares. En estos ocurre la fisión nuclear, división del núcleo atómico generalmente de uranio y plutonio, que produce gran cantidad de calor. Este convierte el agua en vapor, que hace girar una turbina que, al estar conectada a un generador, transforma la energía mecánica en eléctrica.

Medicina

Se usan sustancias radiactivas en diagnóstico, investigación, tratamiento y prevención de enfermedades porque proporcionan medidas muy sensibles de muchos procesos biológicos.

Las técnicas nucleares de diagnóstico y tratamiento de enfermedades están ampliamente extendidas y se calcula que uno de cada tres pacientes es sometido a alguno de estos procedimientos:

• Gammagrafía: se administra al paciente un compuesto químico radiactivo, radiofármaco, que emite radiación gamma. Esta es captada por un equipo especializado y las transforma, en un ordenador, en una representación espacial del órgano para estudiar su funcionamiento o detectar un tumor.
• Radioterapia: uso de radiaciones ionizantes para destruir tumores
• Diagnóstico mediante radioisótopos: se usa en tomografías para obtener imágenes de órganos y para el tratamiento de algunos cánceres (hueso y tiroides)
• Radioinmunoanálisis: usa isótopos radioactivos para detectar pequeñas cantidades de enzimas, hormonas, drogas, venenos, etc.

Arte y arqueología

En conservación de patrimonio artístico se usan los rayos gamma para eliminar insectos, hongos u otro contaminante en las obras de arte. También sirve para la datación, es decir la identificación de fecha de creación de una obra o restos arqueológicos.
La técnica de carbono-14, usada para datar elementos orgánicos, aprovecha el conocimiento de que la radioactividad de este se reduce a la mitad en un periodo de 5730 años. Como el carbono-14 tiene su origen en la atmósfera, su cantidad se mantiene prácticamente constante en el tiempo y será igual a la que hay en la atmósfera. Así, asociando la cantidad de carbono-14 en una muestra con la presente en la atmósfera se pueden determinar la fecha aproximada de dichos elementos.

Ambiente

Se usan radioisótopos (átomos de Radio con diferente número de neutrones) para detectar y analizar contaminantes ambientales. Los análisis de activación de neutrones y la difracción de rayos X han contribuido a resolver problemas de contaminación como los derrames petroleros. La primera también se usó en los estudios de contenido de arsénico en los cabellos de Napoleón Bonaparte para saber si había sido envenenado.

Industria

Las radiaciones y los isótopos se usan para mejorar y automatizar procesos y en el control de calidad. La “trazabilidad” de un proceso industrial puede medirse por la introducción de sustancias radiactivas que pueden detectarse en todas las etapas. La calidad de soldaduras, piezas metálicas o cerámicas se mide con rayos gamma o neutrones.

Hidrología

Se usan isótopos estables y radioactivos para seguir los movimientos del agua en el ciclo del hidrógeno e investigar fuentes de agua subterránea para determinar su origen y forma de recarga. Estos son elementos esenciales para usarlas de manera sostenible.

Minería

Con sondas nucleares se puede determinar la física y química de los suelos y por lo tanto la presencia de petróleo o minerales.

Agricultura y alimentación

Las radiaciones son utilizadas en el mejoramiento de plantas para generar mutaciones útiles agronómicamente. Son resultado de esta técnica la mandarina sin semillas y el pomelo rosado, entre muchos otros productos consumidos mundialmente. La irradiación directa de los alimentos aumenta su tiempo de conservación y es una técnica recomendada por la Organización Mundial de la Salud, La FAO y la Organización Internacional de Energía Atómica.

Exploración espacial

Los reactores nucleares se usan como propulsores de cohetes y algunos radioisótopos para generar electricidad con la cual alimentar los instrumentos de las naves espaciales o los satélites. El calor de la desintegración del plutonio-238 impulsó la sonda Cassini, el Rover Curiosity que exploró Marte y la sonda de la misión espacial Rosseta.

Cosmología

La edad del universo se puede estimar por la abundancia de elementos radiactivos. Estos estudios, asociados con otros métodos nos permiten saber que el universo tiene 13.700 millones de años y que las primeras estrellas comenzaron a brillar cuando este tenía 400 millones de años.

Si deseas saber más sobre el descubrimiento de la radiactividad, no dejes de leer más sobre Marie Curie, quién acuñó el término.

Bibliografía consultada:

Curie, M.S. (1910) Traité de radioactivité Tome I. Gauthier-Villars, Imprimeur-libraire Ed. 305 pag.
Binda, M.C. (2009) Marie Curie. Una mujer pionera en su tiempo. Revista Argentina de Radiología 73(3): 265-270.
Muñoz Páez, A. (2013) Marie Skłodowska-Curie y la radioactividad. Educ. quím., 24(2): 224-228
Vargas Prada, L. (2011) Marie Curie: la dama del Radio. Revista Digital Universitaria 12 (10). UNAM.

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