02 marzo 2013

Aplicaciones de radioisótopos (radionúclidos)

Se emplean en la investigación química, física, biológica, médica e industrial (materiales de fabricación, petróleo, metalurgia, etc..) principalmente. Las ventajas principales del uso de radionúclidos en la investigación son:

a) La posibilidad de ser fácilmente detectables en cantidades muy pequeñas mediante el uso de instrumentos adecuados, como por ejemplo el contador Geiger.

b) Su reactividad química es idéntica a los isótopos estables o comunes del elemento.

c) Su radiación causa daños severos en las células que se dividen rápidamente, como por ejemplo las células cancerosas y las células del sistema reproductor.

I. EN AGRICULTURA

La radiación gamma se irradia sobre las semillas para producir mutaciones genéticas y así obtener variedades nuevas y mejoradas. También se somete a radiación las semillas para que sean mas resistentes a las enfermedades, y así las plantas crezcan mas saludables y vigorosas, incrementándose la productividad de las cosechas.

La preservación de alimentos mediante radiación es otra aplicación benéfica. El alimento irradiado con radiación gamma y beta (de Co-60 y Cs-137) se puede almacenar por periodos largos, debido a que los microorganismos que pudieran causar daño son destruidos con las radiaciones.

II. TRAZADIRES ISOTOPICOS

Los compuestos que contienen un radionúclido se dice que son trazadores o señaladores; cuando se suministran estos compuestos a plantas o animales, se puede rastrear o trazar el movimiento del núclido a través del organismo mediante el uso del contador Geiger o algun otro detector de radiaciones. Así:

1. Se determinó el mecanismo de la reacción de fotosíntesis:

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Utilizando el CO2 radioactivo que se inyectó en algas verdes.

2. Se determinó la velocidad de ingestión de fósforo por las plantas usando compuestos de P-32

3. Se calculó la absorción de hierro por la hemoglobina de la sangre utilizando el Fe-59

4. Se determinó la acumulación de yodo en la glándula tiroides con I-131

5. En química los usos son muy amplios y variados.

III. CONTROL DE PLAGAS

Con la técnica radiológica, se han eliminado y en algunos casos se han controlado al mínimo las moscas gusaneras. Los rayos gamma atacan el sistema reproductor de moscas macho y los esteriliza, de ese modo no pueden reproducirse. Así se evita actualmente el uso desmesurado de insecticidas y plaguicidas en general, ya que estas sustancias químicas resultan ser fuentes de contaminación ambiental.

IV. DIAGNOSTICO

Se emplean normalmente los trazadores en el diagnostico medico. El radionúclido debe tener vida media corta y ser emisor gamma, los mas comunes son:

  1. I-131 : Se emplea para determinar la deficiencia de funcionamiento de la glándula tiroides.
  2. Tl-201 : Sirve para detectar si el tejido cardiaco a muerto después de un ataque al corazón y si la sangre fluye libremente a través de los conductos coronarios.
  3. C-11 : Sirve para detectar zonas enfermas del cerebro, con la técnica de tomografía.
  4. As-74 : Sirve para localizar tumores cerebrales
  5. Tc-99 : Sirve para obtener imágenes y detectar males del hígado, pulmón, páncreas, etc.. mediante la técnica de la gammagrafía.

V. RADIOTERAPIA

Consiste en el tratamiento de ciertas enfermedades haciendo uso de ciertos radioisótopos.

El Co-60 y Cs-137, que son emisores beta, gamma, se emplean para combatir células cancerosas, mediante las técnicas de baños de cobalto. Las radiaciones gamma atacan principalmente a las células que se dividen mas o reproducen mas (células cancerosas) y muy poco a células normales.

El I-131 se emplea para combatir el hipertiroidismo

El P-32 se emplea para el tratamiento de la leucemia.

VI. FECHADO O DATACIÓN

Haciendo uso de la definición de vida media (t1/2) de los radioisótopos, es posible calcular la antigüedad de los restos fósiles, minerales y plantas (ver ejercicio de vida media).

El C-14 se emplea para determinar antigüedades de materiales fósiles y especímenes arqueológicos, hasta 50000 años de antigüedad. Mas allá de este límite no es confiable.

Mientras el animal o planta esté vivo, la cantidad de C-14 permanece inalterable debido a que se repone mediante el proceso de la respiración y fotosíntesis.

El C-14 se forma por la acción de neutrones que provienen de rayos cósmicos que interactúan con el nitrógeno del aire, tal como se muestra mediante la siguiente reacción nuclear.

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El método de K-Ar , permite calcular antiguedades emtre 50000 y 106 años.

El método de Pb-U , se emplea para minerales terrestres o de otros planetas, con antiguedades de varios millones de años.

VER INDICE DE QUIMICA NUCLEAR