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Son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.

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Uno de los grandes avances en el ámbito de la Arqueología en los últimos años (con permiso de los estudios de ADN) ha sido, sin lugar a dudas, el desarrollo en las técnicas de datación absoluta, concretamente las del Carbono 14. Hace unos días comentaba una noticia sobre las nuevas fechas que un equipo de investigadores otorgaban a los inicios de la civilización egipcia a partir de unos análisis de C14 (como se conoce comunmente el análisis del Carbono 14). Puedes leer el artículo aquí.

Este sistema de datación "absoluta" (aunque como he comentado en alguna ocasión, sería más correcto llamarlo "aproximada" en lugar de "absoluta" pues no es del todo exacto) permite establecer unas fechas bastante aproximadas de materiales orgánicos para los últimos 50.000 años. Pero, ¿cómo podemos saber esto? Te explico.

Pese a que hoy en día muchos de nosotros nos resulte familiar esto del C14, de haberlo escuchado en alguna ocasión, es un descubrimiento muy joven y relativamente moderno pues fue en 1949 cuando el químico Willard Libby realizara los primeros descubrimientos sobre las posibilidades del carbono 14 como sistema de datación a partir del estudio de la radiación cósmica sobre la tierra.

No. No te has equivocado de blog. Aún no he cambiado la temática a la astronomía. La cuestión es que Libby se percató de que las partículas interestelares que continuamente están bombardeando la Tierra (no lo vemos pero es así. Te lo aseguro :)). Esta radiación cósmica produce radiocarbono en la atmósfera de nuestro planeta que va decayendo, o minimizándose, de manera regular con el paso del tiempo. Para saber más te recomiendo que visites este estupendo blog sobre Astronomía donde te explican de manera clara y concisa lo que es la radiación cósmica.
Libby descubrió que esta concentración de C-14 en la atmósfera pasaba a los seres vivos a través de la alimentación.
Las plantas absorben el carbono de la atmósfera que pasa a los herbívoros cuando se comen las plantas y que a su vez, es traspasado a los mamíferos cuando se comen a los herbívoros.Los seres vivos mantienen una cantidad constante de radiocarbono a lo largo de sus vidas y cuando mueren, esta concentración de radiocarbono comienza a decaer a un ritmo determinado. Libby calculó este decaimiento paulatino y constante del Carbono 14 de en torno al 50% por cada 5568 años.
Entonces, si un ser vivo tiene una cantidad estable de Carbono 14 en vida y pierde la mitad al cabo de 5568 años.... ¡Eureka! Con una simple regla de tres (echa un vistazo al comentario de Alejandro más abajo para aclaración) se puede calcular el tiempo que ese resto orgánico lleva muerto
Tomándo la gráfica como modelo, la barra vertical muestra el nivel de carbono 14 (en %) en un ser vivo, y la barra horizontal los años. Un ser vivo tiene el 100% de carbono de manera constante (aunque esto no es del todo exacto, se toma como tal para el cálculo de datación). Conforme pasan los años a partir de la muerte del ser vivo, se observa esa pérdida de C14. Si sabemos la cantidad de C14 que tiene un resto orgánico, podemos calcular su fallecimiento.

Pero el C14 no es la " panacea" Arqueológica en cuanto a fechas. De hecho, l@s arqueólog@s se deben mantener alerta a la hora de manipular tanto las muestras que se utilizan para llevar a cabo las pruebas como los resultados que se obtienen. Lo principal y determinante es tomar una muestra en el yacimiento que no esté contaminada por restos orgánicos de otras zonas del yacimiento o por plantas, raíces cercanas a la unidad estratigráfica seleccionada ya que puede desvirtuar los resultados.

Por otro lado, los resultados que se obtienen suelen ser estimados en torno a un margen de error que puede estar en unos cientos de años con lo que no se puede esperar de esta prueba que nos otorgue el año, día y hora exacta en que se formó una unidad estratigráfica o un objeto material con restos orgánicos.

En un artículo que publiqué en el blog de Anibal Clemente que titulé " Arqueología Vs Historia" en el que escribía sobre la aparición de la escritura, una compañera, me comentaba el lío de fechas al que hacía referencia (3500, 3200, 3000..). por desgracia, el C14 no es del todo preciso, o no es todo lo exacto que nos gustaría y los estudios de datación de Carbono 14 en Arqueología se mueven en torno a unas fechas aproximadas, no exactas.

Para terminar. ¿Qué diablos es el Carbono 14?

El carbono 14 se puede considerar uno de los sistemas de datación más utilizados por la Arqueología y ha permitido en los últimos años establecer nuevas hipótesis, profundizar en el estudio de antiguas civilizaciones y reescribir los libros de Historia llevando las fechas más allá (como en el caso de la civilización egipcia) de lo que se creía.

Si enviamos una muestra orgánica al laboratorio para realziar la prueba del C14 obtendríamos un resultado parecido a este:

La primera cifra representa el año antes del presente (tomando generalmente como presenta la fecha en que Libby descubrió la utilidad de éste método de datación). El +/- 100 sería el posible error de cálculo. Y en paréntesis nos aparecería el código del laboratorio que efectuó la prueba. Así tendríamos sobre nuestra mesa la datación "absoluta" del yacimiento que estuvimos excavando en verano. 🙂 Pero ¡ OJO!. Pese a ser un método de datación muy recurrente, siempre será necesario contrastar la información con el registro material del yacimiento.

¿Ha quedado claro? ¿Te surgen dudas sobre la explicación? Te agradecería que me comentaras tu parecer al respecto y si te quedan dudas me lo comentaras para así intentar explicarlo mejor.

Espero que te haya gustado. Y no olvides de compartirlo con tus círculos.

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Uno de los grandes avances en el ámbito de la Arqueología en los últimos años (con permiso de los estudios de ADN) ha sido, sin lugar a dudas, el desarrollo en las técnicas de datación absoluta, concretamente las del Carbono 14.

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El carbono-14 es un radioisótopo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben.

Se utiliza para determinar la edad de los fósiles o de los restos arqueológicos que contengan material orgánico: restos de seres vivos u objetos fabricados con materias primas naturales como madera.

El método de datación por radiocarbono es la técnica más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60.000 años.

La masa del isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5.730 años de la muerte de un ser vivo, la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad. Así pues, al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material. Así puede datarse el momento de la muerte del organismo correspondiente. Seguir leyendo

Sistema uno Grupo Santillana
Fuente: archivo PDF

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El carbono-14 es un radioisótopo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Se utiliza para determinar la edad de los fósiles o de los restos arqueológicos que contengan material orgánico: restos de seres vivos u objetos fabricados con materias primas naturales como madera.

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1. La radioactividad

La radiación es la emisión o propagación de energía en forma de ondas o de partículas subatómicas como, por ejemplo, las ondas electromagnéticas emitidas por el Sol o las partículas emitidas por sustancias radioactivas.

La radioactividad es una propiedad interna de los átomos, por eso está muy relacionada con el estudio de la estructura de la materia. Numerosos científicos colaboraron en estos descubrimientos: Rutherford, Pierre y Marie Curie, Bequerel, Geiger y Marsden, Planck, Bohr, Hertz, entre muchos más.

Emisiones radioactivas

Cuando se produce alguna transformación en los núcleos atómicos se emiten partículas y radiaciones electromagnéticas de elevada frecuencia. Hay elementos que pueden producir este fenómeno de manera natural y hay otros de los cuales se pueden obtener isótopos radioactivos de forma artificial.

Radioactividad natural

Puede ofrecer tres tipos de transiciones radioactivas, a cada una de las cuales le corresponde un tipo de radiación:

Radiación Alfa. Una desestabilización del núcleo puede llegar a hacer que dos protones y dos neutrones se junten y formen un núcleo de helio con energía suficiente como para abandonar el núcleo inicial.

Radiación Beta. En esta radiación un neutrón se transforma en un protón. Esta radiación es mucho más penetrante que la radiación Alfa y para frenarla es necesaria una lámina de aluminio de unos cuantos milímetros de grosor. Por lo tanto, puede afectar fácilmente a los tejidos humanos.

Radiación Gamma. Consiste en una radiación electromagnética emitida por un núcleo en estado de excitación. Cuando desparece la excitación siempre se forma un núcleo más estable. Esta es muy difícil de parar, pudiendo traspasar con naturalidad el cuerpo humano.

Radioactividad artificial

Cuando se bombardea un núcleo con las partículas adecuadas , estas pueden penetrar en el núcleo y formar uno nuevo.

La radioactividad artificial fue descubierta en el año 1939 por el matrimonio Curie.

La fisión nuclear

La fisión nuclear consiste en la división del núcleo de un átomo pesado (como puede ser el uranio) en otros elementos más ligeros, de forma que en esta reacción se genere una gran cantidad de energía. Esta división es provocada por el choque del átomo con un neutrón.

El proceso de fisión es posible a causa de la inestabilidad que tienen los núcleos de algunos elementos químicos de elevado número atómico. En estas condiciones solo hace falta una pequeña cantidad de energía para provocar que el núcleo se rompa en dos trozos.

Tienes a tu disposición un juego interactivo que explica la fisión nuclear de una manera sencilla.

La reacción nuclear de fisión fue descubierta por los científicos O. Hahn y F. Strassmann el año 1938.

2. ¿Qué es una central nuclear?

Una central nuclear es una instalación industrial construida para generar electricidad a partir de la energía nuclear.

Las centrales nucleares forman parte de la familia de las centrales termoeléctricas, lo que implica que utilizan el calor para generar la energía eléctrica. Este calor proviene de la fisión de materiales como el uranio y el plutonio.

3. Funcionamiento de una central nuclear

El funcionamiento de una central nuclear se basa en el aprovechamiento del calor para mover una turbina por la acción del vapor de agua, la cual está conectada a un generador eléctrico. Para conseguir el vapor de agua se utiliza como combustible el uranio o el plutonio.

El proceso se puede simplificar en cinco fases:

Debido a la fisión del uranio que se lleva a cabo en el reactor nuclear, se libera una gran cantidad de energía que calienta el agua hasta evaporarla.

Este vapor se transporta al conjunto turbina-generador mediante un circuito de vapor.

Una vez ahí, las aspas de la turbina giran por la acción del vapor y mueven el generador que trasforma la energía mecánica en electricidad.

Una vez el vapor de agua ha pasado por la turbina, se envía a un condensador donde se enfría y se vuelve líquido.

Y nuevamente se transporta el agua para volver a conseguir vapor, cerrando así el circuito del agua.

Los residuos generados por la fisión del uranio son almacenados dentro de la propia central, en unas piscinas de hormigón especiales para materiales radioactivos.

4. Reactores nucleares de fisión

Un reactor nuclear de fisión es una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena, disponiendo de los medios adecuados para extraer el calor generado.

Los elementos esenciales que forman un reactor nuclear son:

Combustible. Formado por un material fisionable, generalmente compuesto de uranio en el que tienen lugar las reacciones de fisión. Es, por lo tanto, la fuente de generación de calor.

Moderador. Hace disminuir la velocidad de los neutrones rápidos generados en la fisión, manteniendo la reacción. Se acostumbra a utilizar agua, agua pesada, helio, grafito o sodio metálico.

Elementos de control. Permiten controlar en todo momento la población de neutrones y mantener estable el reactor.

Refrigerante. Extrae el calor generado por el combustible. Generalmente se utilizan refrigerantes líquidos como el agua ligera y el agua pesada o gases como el anhídrido carbónico y el helio.

Blindaje. Evita que les radiaciones y los neutrones del reactor se escapen al exterior. Se acostumbra a usar hormigón, acero o plomo.

Elementos de seguridad. Todas las centrales nucleares de fisión disponen de múltiples sistemas que evitan que se produzcan accidentes que provoquen una liberación de la radioactividad al exterior del reactor nuclear.

5. Tipos de reactores nucleares

Los reactores térmicos se pueden clasificar según el moderador que utilicen. Generalmente, cada moderador tiene asociado un tipo de combustible y un tipo de refrigerante. Las diferencias esenciales entre estos reactores son los siguientes:

Reactor de agua ligera

Dentro de este grupo existen dos tipos de reactores:

Reactor de agua pesada

El reactor de agua pesada usa como combustible uranio natural y el agua pesada se utiliza como moderador y como refrigerante.

Este tipo de reactor se ha desarrollado principalmente en Canadá.

Reactor de uranio natural, gas y grafito

Este tipo de reactor utiliza como combustible uranio natural en forma metálica. Utilizan grafito como moderador y anhídrido carbónico como refrigerante.

Estos reactores se han desarrollado principalmente en Francia y Gran Bretaña.

Reactor avanzado de gas

Las principales diferencias se presentan en el combustible. Estos utilizan óxido de uranio ligeramente enriquecido y dispuesto en tubos de acero inoxidable.

Reactor de grafito y agua ligera

Este diseño, exclusivamente soviético, utiliza uranio ligeramente enriquecido como combustible, grafito como moderador y agua como refrigerante, que se transforma en vapor en el propio reactor.

6. Características de una central nuclear de agua a presión (PWR)

El combustible que utilizan las centrales nucleares PWR es dióxido de uranio enriquecido y el proceso comienza introduciéndolo en forma de pastillas en unos tubos.

Los elementos de combustible se refrigeran mediante un circuito de agua (llamado circuito primario ) que, a su vez, sirve como moderador.

El agua aumenta la temperatura y se mantiene en estado líquido a causa de la elevada presión del sistema.

El refrigerante circula por los generadores de vapor, cediendo el calor a otro circuito de agua diferente y totalmente independiente ( circuito secundario ) que se transforma en vapor, haciendo girar los álabes de la turbina, que está acoplada a un generador eléctrico.

El vapor, una vez ha pasado por la turbina, se condensa y vuelve al generador de vapor.

Todo este circuito está situado en el interior de un edifico de contención, constituido de hormigón armado con un espesor de entre 50 y 100 cm y con un cubrimiento interior de acero que hace que sea hermético. Este edificio de contención se mantiene por debajo de la presión atmosférica para evitar, en caso de accidente, que los posibles escapes salgan al exterior.

Puedes entender mejor el funcionamiento de una central nuclear de agua a presión mediante un juego.

7. Características de una central nuclear de agua en ebullición (BWR)

Las centrales BWR se diferencian de las anteriores principalmente en que no tienen circuito de agua secundario.

Además, el circuito primario trabaja a una presión inferior y el vapor se produce en el reactor desde donde se envía directamente a la turbina para mover el generador.

Tanto las centrales PWR como las BWR disponen de un edificio de combustible que sirve para almacenar los elementos de combustible nuevos y para guardar el combustible ya utilizado hasta que se pueda trasladar a un centro de almacenaje final de combustible gastado.

El edificio de combustible y el de contención están conectados entre sí para poder trasladar los elementos combustibles sin salir de la zona controlada de la central y que se encuentra totalmente aislada del resto de instalaciones de la central.

Además, las centrales nucleares disponen de edificios auxiliares en los que están situados los equipos y sistemas de seguridad.

Puedes profundizar en el funcionamiento de una central nuclear de agua en ebullición con el siguiente juego interactivo.

8. Impacto ambiental de las centrales nucleares

Cabe destacar que las centrales nucleares no envían a la atmósfera óxidos de carbono, azufre, nitrógeno ni otros elementos derivados a la combustión, como las cenizas. Por lo tanto, no contribuyen al calentamiento global, el cual es el responsable del clima del planeta o la lluvia ácida.

No obstante, debe tenerse precaución en la generación de electricidad mediante la energía nuclear, tanto en la extracción, el concentrado y enriquecimiento del uranio como en la propia producción de energía eléctrica.

La producción de energía eléctrica en centrales nucleares genera residuos radioactivos de larga duración que deben almacenarse en la misma central y en depósitos especiales para materiales radioactivos.

Las centrales nucleares han estado siempre sujetas a un estricto control reglamentario institucional difícil de igualar por otras actividades industriales. Esta reglamentación tiene en cuenta todas y cada una de las fases que forman el ciclo de producción, contemplando también la protección de los trabajadores, el público en general y el desmantelamiento de la central al final de su vida útil.

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Compartir por email La radiación es la emisión o propagación de energía en forma de ondas o de partículas subatómicas como, por ejemplo, las ondas electromagnéticas emitidas por el Sol o las partículas emitidas por sustancias radioactivas. La radioactividad es una propiedad interna de los átomos, por eso está muy relacionada con el estudio de la estructura de la materia.

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Los isótopos son las diferentes configuraciones que puede tener un átomo. Descubre en qué se basan estas diferencias, cómo se descubrieron los primeros isótopos y la relación con la radiación.

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Finalizada la década de 1950, y a instancias de la empresa de energía de Córdoba, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) inicia los estudios de factibilidad para la instalación de una central nucleoeléctrica en esta provincia.

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Finalizada la década de 1950, y a instancias de la empresa de energía de Córdoba, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) inicia los estudios de factibilidad para la instalación de una central nucleoeléctrica en esta provincia.

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This is "RA-10" by CNEA on Vimeo, the home for high quality videos and the people who love them.

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En los reactores nucleares la energía se libera en forma de calor. Este calor se puede convertir en múltiples formas de energía para su uso por parte de la sociedad. En una central nuclear típica, esta conversión pasa simplemente por producir vapor de agua que mueve turbinas que a su vez mueven generadores eléctricos.