Qué es la radiactividad y cómo se puede estudiar

La radiactividad es uno de los fenómenos más fascinantes y misteriosos de la ciencia. Desde su descubrimiento, ha jugado un papel fundamental en nuestro entendimiento de la estructura del átomo y ha sido de gran importancia en muchas áreas de investigación, como la medicina nuclear y la producción de energía.

En este artículo, exploraremos la historia de la radiactividad, desde su descubrimiento por Henri Becquerel hasta los estudios realizados por Marie y Pierre Curie, así como los avances en el estudio de la radiación y la transmutación de átomos por parte de Ernest Rutherford y Frederick Soddy.

Descubrimiento de la radiactividad por Becquerel

La historia de la radiactividad comienza en el año 1896, cuando Henri Becquerel, un físico francés, descubrió accidentalmente este fenómeno. Becquerel estaba investigando las propiedades de los rayos X, descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen un año antes, cuando se dio cuenta de que ciertos minerales emitían radiación incluso en ausencia de exposición a la luz solar.

Becquerel realizó experimentos con sales de uranio, un elemento que conocía bien por sus investigaciones anteriores. Descubrió que estas sales eran capaces de producir una imagen en una placa fotográfica, al igual que los rayos X, y concluyó que esto se debía a la presencia de una radiación aún desconocida.

Este descubrimiento marcó el comienzo de una nueva era en la ciencia, ya que hasta ese momento se creía que los átomos eran indivisibles y no podían cambiar su naturaleza. La radiactividad demostró que los átomos podían descomponerse y emitir radiación, lo que puso en duda muchos de los conceptos establecidos hasta entonces.

Investigaciones de Marie y Pierre Curie sobre el polonio y el radio

El descubrimiento de Becquerel despertó el interés de Marie Curie, una científica polaco-francesa que decidió investigar la radiación en profundidad. Trabajando en colaboración con su esposo, Pierre Curie, Marie logró aislar dos nuevos elementos radiactivos: el polonio y el radio.

En 1898, utilizando técnicas de separación química, Marie y Pierre Curie aislaron el polonio a partir de la pechblenda, un mineral de uranio. Poco después, descubrieron otro elemento radiactivo, al que llamaron radio. Estos descubrimientos fueron un hito importante en la comprensión de la radiactividad y consolidaron el trabajo de los Curie como pioneros en este campo.

Marie Curie también fue la primera mujer en recibir un Premio Nobel, tanto en Física (1903), compartido con Becquerel y Pierre Curie, como en Química (1911), por sus contribuciones a la investigación de la radiactividad. Su trabajo sentó las bases para futuras investigaciones en este campo y marcó el comienzo de una nueva era en la ciencia.

Qué peligros y beneficios tiene la radiación

Estudios de Ernest Rutherford y Frederick Soddy sobre la radiación y la transmutación de átomos

A principios del siglo XX, el científico neozelandés Ernest Rutherford y su colaborador Frederick Soddy, un químico británico, llevaron a cabo una serie de experimentos para comprender mejor la naturaleza de la radiación y la transmutación de átomos.

En 1902, Rutherford y Soddy propusieron la teoría de la desintegración radiactiva, que postulaba que los átomos radiactivos se descomponían de forma espontánea, emitiendo partículas alfa (núcleos de helio) y beta (electrones). Esta teoría contradecía la creencia anterior de que los átomos eran indivisibles y estableció las bases para el estudio de la reactividad nuclear.

En 1913, Rutherford realizó el famoso experimento de la lámina de oro, en el que bombardeó una delgada lámina de oro con partículas alfa. Para su sorpresa, descubrió que la mayoría de las partículas pasaban a través de la lámina sin ser desviadas, pero algunas eran reflejadas en ángulos inesperados. Esto llevó a Rutherford a proponer un nuevo modelo del átomo, en el que la mayor parte de la masa y la carga positiva se concentra en un núcleo pequeño y denso, mientras que los electrones giran alrededor en órbitas.

Esta teoría revolucionó la comprensión de la estructura del átomo y sentó las bases para el posterior desarrollo de la física nuclear. Rutherford y Soddy también acuñaron el término "isótopo" para describir átomos de un mismo elemento que tienen diferentes masas debido a la presencia de diferentes números de neutrones en su núcleo.

Definición de radiactividad y descomposición espontánea de nucleidos inestables

La radiactividad es un fenómeno natural en el que los núcleos de los átomos inestables se descomponen de manera espontánea, emitiendo radiación en forma de partículas alfa, beta o rayos gamma. Esta descomposición es resultado de la inestabilidad del núcleo debido a un desequilibrio entre la fuerza nuclear fuerte, que mantiene los protones y neutrones unidos, y la fuerza electromagnética, que tiende a repeler los protones cargados positivamente.

Cuando un núcleo radiactivo se descompone, se transforma en uno o más nucleidos diferentes, que pueden ser también radiactivos o estables. Esto da lugar a una serie radiactiva, en la que cada nucleido se descompone en otro nucleido radiactivo o estable, hasta que se alcanza la estabilidad.

La radiación emitida durante la descomposición radiactiva puede tener diferentes características. Las partículas alfa son núcleos de helio que contienen dos protones y dos neutrones, y tienen una alta carga y una baja capacidad de penetración. Las partículas beta son electrones o positrones que son emitidos por el núcleo, y tienen una carga y una capacidad de penetración mayores. Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas de alta energía y muy penetrantes.

La radiación ionizante emitida por los nucleidos radiactivos puede tener efectos perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Por esta razón, se toman medidas para controlar y limitar la exposición a la radiación, especialmente en entornos como la medicina nuclear, la industria nuclear y la radioterapia.

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La radiactividad es un fenómeno fascinante que ha sido objeto de intensas investigaciones durante más de un siglo. El descubrimiento de la radiactividad por parte de Becquerel, seguido de los estudios de los Curie, Rutherford y Soddy, sentó las bases para nuestra comprensión actual de la estructura del átomo y la reactividad nuclear. La descomposición espontánea de nucleidos inestables es un proceso fundamental en la radiactividad, que nos permite obtener una amplia gama de aplicaciones en áreas como la medicina y la producción de energía.