Rayos alfa, beta y gamma

Experientia docet El núcleo Artículo 6 de 19

Una vez que se conocieron las extraordinarias propiedades del radio, el interés en ellas se disparó tanto dentro como fuera del mundo científico, y el número de personas que pasaron a estudiar el fenómeno aumentó rápidamente, tanto desde el punto de vista puramente científico como en sus aplicaciones, digamos, “prácticas”.

Desde que el mundo es mundo los estafadores han intentado hacer negocio con la incultura científica popular, con base en lo último que asomaba a los medios generalistas. Parche de mineral de radio curalotodo. Completamente natural porque solo contiene mineral de radio silvestre. En fin. Fuente: Oobject

La cuestión principal que atrajo la atención científica fue: ¿qué son las misteriosas radiaciones emitidas por los cuerpos radiactivos?

En 1899, Ernest Rutherford, en lo que serían los primeros pasos de lo que después resultaría en su teoría del átomo nuclear, comenzó a buscar respuestas a esta pregunta. Rutherford descubrió que una muestra de uranio emite al menos dos tipos distintos de rayos: uno que se absorbe muy fácilmente, que llamó rayos α (rayos alfa) [1], y el otro más penetrante, que llamó rayos β (rayos beta) . Un año después, en 1900, Paul Ulrich Villard observó que la emisión del radio contenía rayos mucho más penetrantes que incluso los rayos β; este tipo de emisión recibió el nombre de rayos γ (gamma). El poder de penetración de los tres tipos de “rayos”, como se conocían en ese momento, lo midió Rutherford en términos del espesor necesario que tenía que tener una lámina de aluminio para absorberlos completamente. En 1903 publicó una tabla fiable de valores:

Rayos alfa → 0,0005 cm

Rayos beta → 0,05 cm

Rayos gamma → 8 cm

Por lo tanto, los «rayos Becquerel» eran más complejos de lo que se había pensado. Y eso que aún no se había determinado la naturaleza de los distintos tipos de rayos. De los tres tipos de rayos, los rayos alfa son los más fuertemente ionizantes y los rayos gamma los menos. El poder de penetración es inversamente proporcional al poder de ionización. Esto es lógico: el poder de penetración de los rayos alfa del uranio es bajo porque “gastan” su energía muy rápidamente en causar una ionización intensa.

Los rayos alfa emitidos por una fuente son casi todos [2] absorbidos por aproximadamente 0.0005 cm de aluminio, o por una hoja de papel de escribir ordinario o por unos pocos centímetros de aire. Los rayos beta se detienen por completo solo después de viajar muchos metros en el aire, o 0.05 cm en aluminio. Los rayos gamma pueden atravesar muchos centímetros de aluminio o plomo, o un metro de hormigón, antes de ser absorbidos casi por completo [2].

Una consecuencia de estas propiedades de los rayos es que a veces se necesita un blindaje muy pesado y muy caro para proteger a las personas de los efectos nocivos de los rayos cuando estudian o usan estas radiaciones, ya sea en aceleradores, reactores nucleares o instalaciones radioterápicas o de radiodiagnóstico. En algunos casos estos blindajes alcanzan los 3 metros de grosor.

Los rayos de las sustancias radiactivas ionizan y, en consecuencia, descomponen las moléculas que constituyen las células vivas, causando «quemaduras» por radiación, y lesiones fatales en las células. Estos daños pueden conducir al crecimiento de células cancerosas y a la aparición de mutaciones peligrosas en la estructura de las moléculas de ADN. [3]

Notas:

[1] De alguna forma tenía que llamarlos. Así que, como había varios tipos pero no sabía a priori cuantos decidió usar el alfabeto griego, por llevar una sistemática: alfa, beta, gamma, delta, épsilon, etc.

[2] Esto es un valor estadístico. Es decir, si le das el tiempo suficiente algún rayo va a atravesar lo que sea. Por lo tanto hay que poner un límite: si en determinado tiempo la cantidad de rayos que se detectan es menor que cierto valor umbral, entonces podemos decir que, a efectos prácticos, los rayos no atraviesan.

[3] No, ni la wifi, ni el 5G, ni la televisión ionizan. No tienen energía para ello. Rock FM provoca la ionización del pelo, pero eso es solo porque los melenudos que tocan la guitarra de aire mientras la escuchan sacuden la cabeza.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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