Tipos de Radiación Ionizante
Pulsa cada tipo para ver sus propiedades, poder de penetración y aplicaciones. El esquema muestra qué materiales atraviesa cada radiación.
Poder de penetración
Tipos de radiación, desintegración exponencial, datación por carbono-14 y efectos biológicos
Pulsa cada tipo para ver sus propiedades, poder de penetración y aplicaciones. El esquema muestra qué materiales atraviesa cada radiación.
Poder de penetración
Desintegración espontánea, periodo de semidesintegración y aplicaciones médicas e industriales
| Tipo | Partícula | Ionización | Blindaje necesario |
|---|---|---|---|
| Alfa (α) | He-4 (2p + 2n) | Muy alta | Papel, piel (5 cm aire) |
| Beta (β⁻) | Electrón | Media | 1 cm aluminio (10 m aire) |
| Gamma (γ) | Fotón de alta energía | Baja (muy penetrante) | 10 cm plomo / 1 m hormigón |
| Neutrones | Neutrón libre | Indirecta (activación) | Parafina / agua (moderación) |
El Tc-99m (t½ = 6h) se usa en gammagrafías: se inyecta al paciente y los detectores capturan los fotones γ emitidos por los órganos. El I-131 (t½ = 8 días) trata el hipertiroidismo destruyendo tejido tiroideo específicamente.
El carbono-14 (t½ = 5730 años) data materiales orgánicos hasta 50.000 años. Para rocas más antiguas se usa U-Pb (U-238, t½ = 4468 Ma) que permite datar el Sistema Solar y los meteoritos más primitivos.
Los reactores nucleares usan la fisión del U-235: un neutrón lento impacta el núcleo, que se parte liberando 2-3 neutrones nuevos y energía en forma de radiación γ y partículas. El control de esta reacción en cadena genera electricidad.
Los trazadores radiactivos permiten seguir moléculas en reacciones biológicas: se introduce un isótopo radiactivo (ej. C-14 en glucosa) y se rastrea su destino metabólico. Así se descubrió el ciclo de Calvin en la fotosíntesis.
Un núcleo es inestable cuando la relación n/p está fuera del rango de estabilidad, cuando hay exceso de energía, o cuando el núcleo es muy grande. La fuerza nuclear fuerte mantiene el núcleo unido, pero si protones o neutrones sobran, el sistema busca minimizar su energía emitiendo radiación.
La desintegración radiactiva depende de la estructura nuclear, no de factores externos como temperatura, presión o estado químico. Los electrones de los orbitales exteriores no afectan al núcleo. Solo la captura electrónica (un caso especial) tiene ligera dependencia del entorno.
El C-14 se produce en la atmósfera (N-14 + neutrón cósmico → C-14). Los organismos vivos incorporan C-14 al respirar CO₂. Al morir, dejan de incorporarlo y el C-14 existente se desintegra. Medir la actividad actual respecto al estándar moderno da la edad: t = (t½/ln2) · ln(A₀/A).
El Gray (Gy) mide la energía absorbida por la materia (J/kg). El Sievert (Sv) mide el efecto biológico real, multiplicando por el factor de ponderación de la radiación: γ y β tienen factor 1, pero la radiación α tiene factor 20 porque ioniza mucho más en tejido.
Todos recibimos ~2,4 mSv/año de fuentes naturales (radón, cósmicos, suelo, alimentos). Los límites para el público general son 1 mSv/año adicional. Los trabajadores de medicina nuclear o central nuclear reciben dosis controladas muy por debajo de los 20 mSv/año permitidos.
En «Tipos de Radiación», haz clic en cada tipo (α, β⁻, β⁺, γ, neutrones). Observa el SVG de penetración para entender por qué la radiación α, siendo la más ionizante, es también la más fácil de blindar.
Selecciona un isótopo (C-14, I-131, etc.) y mueve el slider de tiempo. Observa cómo la curva exponencial cae a la mitad en cada periodo t½. Compara isótopos con periodos de semidesintegración muy diferentes.
En la pestaña de carbono-14, ajusta el slider de actividad residual o prueba los ejemplos predefinidos (Ötzi, Sábana Turin). La calculadora muestra directamente la edad estimada en años.
En «Dosis», compara las fuentes naturales de radiación con las médicas y los umbrales de efectos deterministas. Observa que vivir a gran altitud o tomar un vuelo aumenta la dosis recibida.
Los tres principios de protección radiológica: minimizar el tiempo de exposición, maximizar la distancia (ley inversa del cuadrado) y usar el blindaje adecuado a cada tipo de radiación.
Los periodos de semidesintegración van de microsegundos (Po-212: 299 ns) a miles de millones de años (U-238: 4.468 Ga). Compararlas requiere escala logarítmica — diferencias de 20 órdenes de magnitud.
La radiación α es muy ionizante en tejido vivo aunque no penetre piel. Si se inhala (radón) o ingiere (polonio), el daño celular es 20 veces mayor que con la misma dosis de rayos γ.
En medicina nuclear, se usan isótopos con t½ de horas/días (Tc-99m: 6h) para minimizar la exposición post-diagnóstico. En geología, se necesitan t½ de millones de años para datar rocas antiguas.