¿Sabías que el cobre que usa tu celular o el litio de tu batería pasó por procesos que podrían involucrar tecnología nuclear? En Chile, aunque no tenemos centrales nucleares, usamos radioisótopos en hospitales de Santiago y Concepción para tratar el cáncer, y en la minería para analizar muestras. Este glosario te ayudará a entender cómo funciona el poder del átomo, desde la fisión que enciende estrellas hasta los reactores que salvan vidas. ¿Listo para dominar los secretos de la física nuclear con ejemplos que importan en tu país?
Aplicaciones
- Datación por carbono-14 (noun) /da.taˈθjon poɾ kaɾ.βoˈno 14/
- Técnica para determinar la edad de objetos orgánicos (hasta 50 000 años) midiendo la cantidad de carbono-14 restante en comparación con el carbono-12 estable.
Sinónimos : datación radiocarbónica
La datación por carbono-14 es clave en arqueología: por ejemplo, para estudiar momias Chinchorro en el norte de Chile.
La momia Chinchorro más antigua encontrada en Arica, datada en 7000 años, se analizó usando carbono-14 en laboratorios de la Universidad de Tarapacá.
- Medicina nuclear (noun) /meˈdi.si.na nu.kleˈaɾ/
- Rama de la medicina que usa radioisótopos para diagnosticar y tratar enfermedades. Incluye técnicas como la tomografía por emisión de positrones (PET) y la radioterapia.
En Chile, más de 50 hospitales usan medicina nuclear, especialmente en Santiago, Valparaíso y Concepción para detectar cáncer y problemas cardíacos.
En el Instituto Nacional del Cáncer (Santiago), se realizan 2000 exámenes de PET al año usando fluorodesoxiglucosa marcada con flúor-18.
- Radioisótopo (noun) /ra.djo.iˈso.to.po/
- Isótopo radiactivo de un elemento que emite radiación útil en aplicaciones médicas, industriales o científicas. Se produce en reactores nucleares o aceleradores de partículas.
Sinónimos : isótopo radiactivo
El tecnecio-99m (usado en el 85% de los exámenes de medicina nuclear en Chile) se produce a partir del molibdeno-99 en reactores como el del CCHEN.
En el Hospital Gustavo Fricke de Viña del Mar, se usa yodo-131 para tratar cáncer de tiroides, producido en el reactor de investigación del CCHEN.
Energía nuclear
- Barras de control (noun) /ˈba.ras ðe konˈtrol/
- Barras fabricadas con materiales que absorben neutrones (como cadmio o boro) usadas para regular la velocidad de la reacción nuclear en cadena. Su inserción reduce la reacción; su extracción la acelera.
Sinónimos : barras absorbentes
En una emergencia, las barras de control se insertan automáticamente para detener la reacción en cadena.
En el reactor del CCHEN, las barras de control de boro se ajustan para mantener una reacción estable y producir radioisótopos sin riesgo.
- Central nuclear (noun) /senˈtɾal nu.kleˈaɾ/
- Instalación industrial que genera electricidad mediante la fisión nuclear controlada de uranio o plutonio en un reactor nuclear. No existe ninguna en Chile, pero países vecinos como Argentina y Brasil las operan.
Sinónimos : planta nuclear
Una central nuclear de 1000 MW produce electricidad equivalente a quemar 2.5 millones de toneladas de carbón al año, sin emitir CO₂.
La central nuclear de Atucha (Argentina), a 1000 km de Santiago, genera electricidad que podría complementar la matriz energética chilena en el futuro.
- Energía nuclear (noun) /eˈneɾ.xi.a nu.kleˈaɾ/
- Energía liberada durante reacciones nucleares (fisión o fusión) que se convierte en electricidad o calor. Es una fuente de energía limpia en emisiones de CO₂, pero genera residuos radiactivos.
Sinónimos : energía atómica
En Chile, la energía nuclear no se usa para generar electricidad, pero sí en medicina, minería y agricultura con radioisótopos.
El 30% de los exámenes médicos en Chile usan radioisótopos producidos con energía nuclear, ahorrando miles de millones en importaciones.
- Moderador (noun) /mo.de.ɾaˈðoɾ/
- Material en un reactor nuclear que frena los neutrones rápidos (de alta energía) para convertirlos en neutrones térmicos (lentos), aumentando la probabilidad de fisión en uranio-235.
Sinónimos : moderador de neutrones
El agua ligera (H₂O) y el grafito son moderadores comunes; el agua pesada (D₂O) es más eficiente pero costosa.
En el reactor de investigación del CCHEN, se usa agua pesada como moderador para producir neutrones térmicos que activan blancos de uranio.
- Reactor de investigación (noun) /re.akˈtoɾ ðe in.ves.ti.ɡaˈθjon/
- Reactor nuclear diseñado para producir neutrones y radioisótopos con fines científicos, médicos o industriales, en lugar de generar electricidad. Opera a baja potencia.
Sinónimos : reactor de baja potencia
Chile tiene un reactor de investigación en el CCHEN (La Reina, Santiago) que produce el 60% de los radioisótopos usados en medicina nuclear del país.
El reactor RECH-1 del CCHEN produce molibdeno-99, usado en el 80% de los exámenes de medicina nuclear en hospitales como el Barros Luco.
- Reactor nuclear (noun) /re.akˈtoɾ nu.kleˈaɾ/
- Instalación diseñada para mantener y controlar una reacción nuclear en cadena, produciendo energía térmica que se convierte en electricidad. Puede usar fisión (reactores convencionales) o buscar usar fusión (reactores experimentales).
Sinónimos : central nuclear
Los reactores de investigación en Chile (como el del CCHEN) producen radioisótopos para medicina, no electricidad.
El reactor de investigación del Centro de Estudios Nucleares La Reina (Santiago) produce molibdeno-99, usado en el 80% de los exámenes de medicina nuclear en Chile.
- Refrigerante (noun) /re.fɾi.xeˈɾan.te/
- Fluido (líquido o gas) que extrae el calor generado en el núcleo del reactor para evitar el sobrecalentamiento y, en reactores de potencia, generar vapor que mueve turbinas.
Sinónimos : fluido refrigerante
El refrigerante debe tener alta capacidad calorífica y no absorber neutrones. El agua es el más común, pero en reactores avanzados se usa sodio líquido o helio.
En un reactor hipotético en Antofagasta, el refrigerante (agua) circula a 300°C para generar vapor que impulse turbinas y produzca electricidad.
Física nuclear
- Átomo (noun) /ˈa.to.mo/
- Unidad básica de la materia compuesta por un núcleo (protones y neutrones) y electrones que orbitan alrededor. Es la partícula más pequeña que conserva las propiedades de un elemento químico.
Sinónimos : partícula elemental
Todo lo que ves está hecho de átomos, ¡incluyendo el cobre de los cables de tu casa en Valparaíso!
El átomo de cobre tiene 29 protones en su núcleo, lo que lo hace diferente del hierro con 26 protones.
- Energía de enlace (noun) /eˈneɾ.xi.a ðe enˈla.se/
- Energía necesaria para separar un núcleo en sus nucleones individuales. Representa la masa perdida (defecto de masa) convertida en energía según .
Sinónimos : defecto de masa
Los núcleos con mayor energía de enlace por nucleón (como el hierro) son los más estables.
La energía de enlace del núcleo de helio-4 es de 28.3 MeV, lo que lo hace muy estable y difícil de romper.
- Fisión nuclear (noun) /fikˈsjon nu.kleˈaɾ/
- Proceso en el cual un núcleo pesado (como uranio-235) se divide en dos núcleos más ligeros al absorber un neutrón, liberando energía y más neutrones que pueden iniciar nuevas fisiones.
Sinónimos : división nuclear
La fisión libera millones de veces más energía que una reacción química, como quemar carbón.
En la mina de Chuquicamata, se usan fuentes de neutrones para analizar el contenido de cobre en las rocas mediante fisión inducida.
- Fusión nuclear (noun) /fuˈsjon nu.kleˈaɾ/
- Proceso en el cual dos núcleos ligeros (como hidrógeno) se combinan para formar un núcleo más pesado, liberando energía. Ocurre naturalmente en las estrellas, incluyendo el Sol.
Sinónimos : reacción termonuclear
La fusión requiere temperaturas extremas (millones de grados) para vencer la repulsión eléctrica entre núcleos.
En el proyecto ITER (Francia), científicos buscan reproducir la fusión nuclear para generar energía limpia, como la que alimenta al Sol.
- Isótopo (noun) /iˈso.to.po/
- Átomos de un mismo elemento con igual número de protones pero diferente número de neutrones. Algunos son radiactivos, otros estables.
Los isótopos radiactivos emiten radiación al desintegrarse, útil en medicina e industria.
El carbono-14 (usado en datación) tiene 6 protones y 8 neutrones, mientras que el carbono-12 (estable) tiene 6 neutrones.
- Neutrón (noun) /neuˈtron/
- Partícula subatómica sin carga eléctrica, con masa similar a la del protón. Es clave para iniciar reacciones nucleares como la fisión.
Los neutrones térmicos (lentos) son más eficientes para inducir fisión en uranio-235 que los neutrones rápidos.
Cuando un neutrón choca con un núcleo de uranio-235 en la central nuclear de Angra (Brasil), puede iniciar una fisión que libera energía.
- Núcleo atómico (noun) /ˈnu.kle.o a.toˈmi.ko/
- Parte central del átomo formada por protones (carga positiva) y neutrones (sin carga), donde se concentra casi toda su masa. Su tamaño es 100 000 veces menor que el átomo completo.
Sinónimos : núcleo
El núcleo determina la identidad del elemento: cambia el número de protones y obtienes un elemento diferente.
El núcleo de uranio-238 tiene 92 protones y 146 neutrones, mientras que el uranio-235 tiene 3 neutrones menos.
- Nucleón (noun) /nu.kleˈon/
- Partícula subatómica que forma el núcleo atómico: puede ser un protón (carga +1) o un neutrón (carga 0). La suma de nucleones da el número másico del átomo.
Los nucleones mantienen unido el núcleo mediante la fuerza nuclear fuerte, venciendo la repulsión entre protones.
En el núcleo de carbono-12 hay 6 protones y 6 neutrones, por lo que tiene 12 nucleones en total.
- Plasma (noun) /ˈplas.ma/
- Estado de la materia a muy altas temperaturas donde los electrones se separan de los núcleos, formando un gas ionizado. Es el cuarto estado de la materia y el estado en que ocurre la fusión nuclear.
Sinónimos : gas ionizado
El plasma es conductor de electricidad y responde a campos magnéticos, clave para contenerlo en reactores de fusión.
En el tokamak del CCHEN, el plasma de hidrógeno se calienta a 150 millones de grados para intentar la fusión nuclear.
- Radiactividad (noun) /ra.dja.ti.βiˈðað/
- Fenómeno por el cual un núcleo inestable emite partículas o radiación electromagnética para alcanzar un estado más estable. Descubierta por Henri Becquerel en 1896.
Sinónimos : desintegración radiactiva, emisión radiactiva
La radiactividad natural está presente en rocas, suelos y hasta en nuestro cuerpo (como el potasio-40).
El yodo-131, usado en tratamientos de tiroides en el Hospital Clínico de la Universidad de Chile, es radiactivo y emite radiación beta.
- Reacción en cadena (noun) /re.akˈθjon en ˈtʃe.na/
- Proceso en el cual los neutrones liberados en una fisión nuclear inducen nuevas fisiones en otros núcleos, manteniendo una reacción autosostenida. Puede ser controlada (reactores) o descontrolada (bomba atómica).
Sinónimos : cadena de fisiones
En los reactores nucleares, las barras de control absorben neutrones para regular la velocidad de la reacción.
En el reactor de investigación del CCHEN en Santiago, la reacción en cadena se controla para producir radioisótopos médicos sin riesgo de explosión.
- Reactor de fusión (noun) /re.akˈtoɾ ðe fuˈsjon/
- Dispositivo experimental diseñado para producir energía mediante la fusión nuclear controlada, como el proyecto ITER en Francia. Todavía no genera electricidad comercialmente.
Sinónimos : tokamak
El desafío principal es confinar el plasma a temperaturas de 150 millones de grados sin dañar las paredes del reactor.
En el tokamak del CCHEN, los científicos estudian cómo confinar plasma de hidrógeno para futuros reactores de fusión que podrían revolucionar la energía limpia.
- Sección eficaz (noun) /sekˈθjon eˈfi.kaz/
- Medida de la probabilidad de que ocurra una interacción nuclear (como fisión o dispersión) entre una partícula incidente (neutrón) y un núcleo. Se expresa en barns (1 barn = 10⁻²⁸ m²).
Sinónimos : probabilidad de interacción
Una sección eficaz alta significa que el núcleo es muy probable de interactuar con neutrones, como el uranio-235 para fisión.
La sección eficaz de fisión del uranio-235 para neutrones térmicos es de 585 barns, mientras que la del uranio-238 es solo de 2.7 barns.
- Vida media (noun) /ˈbi.ða ˈme.dja/
- Tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los núcleos radiactivos de una muestra. Es característica de cada isótopo y no depende de condiciones externas.
Sinónimos : período de semidesintegración
La vida media permite datar objetos antiguos (como momias en museos de Santiago) y calcular la dosis acumulada de radiación.
El carbono-14 tiene una vida media de 5730 años, por lo que se usa para datar momias como la Chinchorro en el Museo Arqueológico de Arica.
Seguridad radiológica
- Dosis equivalente (noun) /ˈdo.sis e.kwiˈba.len.te/
- Medida de la dosis de radiación absorbida por un tejido, ajustada por el tipo de radiación (alfa, beta, gamma) y su efecto biológico. Se mide en sieverts (Sv).
Sinónimos : dosis efectiva
1 Sv = 1 J/kg, pero el efecto biológico varía: la radiación alfa es 20 veces más dañina que la gamma para la misma dosis absorbida.
Un paciente que se somete a una tomografía en el Hospital San Borja Arriarán (Santiago) recibe una dosis equivalente de aproximadamente 10 mSv, equivalente a 3 años de radiación natural.
- Protección radiológica (noun) /pɾo.tekˈθjon ra.djo.loˈxi.ka/
- Conjunto de medidas y normas para proteger a las personas y el medio ambiente de los efectos nocivos de la radiación ionizante. Incluye blindaje, distancia y tiempo de exposición.
Sinónimos : seguridad radiológica
El blindaje con plomo o concreto reduce la radiación gamma, mientras que la distancia es clave para neutrones y radiación beta.
Los técnicos que manejan fuentes de cobalto-60 en el CCHEN usan delantales de plomo y monitores de radiación para cumplir con los estándares de protección radiológica.
- Residuos radiactivos (noun) /reˈsi.ðos ra.djo.akˈti.βos/
- Materiales que contienen isótopos radiactivos en concentraciones superiores a los límites seguros, generados en centrales nucleares, medicina o industria. Requieren gestión especial para evitar contaminación.
Sinónimos : desechos radiactivos
Los residuos de alta actividad (como combustible usado) se almacenan en piscinas con agua o contenedores de hormigón durante décadas antes de su disposición final.
En Chile, los residuos radiactivos de baja y media actividad del CCHEN se almacenan en el Centro de Almacenamiento de Residuos Radiactivos en Lo Aguirre (Santiago).