MÁQUINA TÉRMICA DE CARNOT

El ciclo ideal de Carnot fue propuesto por el físico francés Sadi Carnot, que vivió a principios del siglo XIX. Una máquina de Carnot es perfecta, es decir, convierte la máxima energía térmica posible en trabajo mecánico. Carnot demostró que la eficiencia máxima de cualquier máquina depende de la diferencia entre las temperaturas máxima y mínima alcanzadas durante un ciclo. Cuanto mayor es esa diferencia, más eficiente es la máquina. Por ejemplo, un motor de automóvil sería más eficiente si el combustible se quemara a mayor temperatura o los gases de escape salieran a menor temperatura.

El Ciclo llamado de Carnot es un ciclo reversible que consta de cuatro tramos: dos a temperatura constante (dos procesos isotérmicos), y otros dos sin absorción ni cesión de calor (dos procesos adiabáticos). Es decir, se trata de una transformación bitérmica (entre dos temperaturas).

El rendimiento de queda establecido con la siguiente relación. Re = 1 - Tc/Th

Tomografía de emisión de positrones (TEP)

La Tomografía por Emisión de Positrones (TEP) es una técnica de diagnóstico por imagen de medicina nuclear que se utiliza preferentemente con fines clínicos en oncología, cardiología y neurología.

El objetivo de esta técnica es estudiar funciones biológicas como son la actividad metabólica, el flujo sanguíneo, la viabilidad celular , la proliferación celular, el transporte de aminoácidos, la densidad y ocupación de neuroreceptores. Se utilizan radionuclidoscomo C-11, F-18, O-15. Los estudios más interesantes están relacionados con el cerebro, mediante el uso de glucosa marcada con C-11, se analizan los cambios metabolicos del cerebro, los que pueden indicar padecimientos de cáncer, epilepsia, Parkinson o esquizofrenia.

En la siguiente pagina encuentra información sobre radioterapia. http://www.ii.udc.es/areas/inuclear/trabajos/radioisotopos.pdf

Núclidos de uso común

Algunos núclidos de uso común, su vida media y los órganos en que son utilizados como marcadores.
Núclido vida media Órgano estudiado
I-131 8,1 d Tiroídes
Fe-59 45,1 d Glóbulos rojos de la sangre
P-32 14,3 d Ojos, Hígado, tumores
Tc-99 6,0 Hr Corazón, Hígado, Pulmones, Huesos
Na-24 14,8 Hr Sistema circulatorio
Sr-87 2,8 Hr Huesos
Tl-201 3,0 d Corazón

Contaminación por Radón

El Radón es ungas noble radiactivo, con un potencial de riesgo considerable para la salud. est gas es un producto de la serie de desintegración del U-238 y emerge de rocas subterráneas que contienen U-238. El Radón tiene una vida media de 3,82 dias y se desintegra formando Polonio y emitiendo particulas alfa.

Las partículas alfa tienen un alto RBE y se estima que es causante del cáncer pulmonar. Al respira aire contaminado con radón, los átomos de Po-218 quedan atrapados en el tejido pulmonar liberando nueva partículas alfa.

En lugare donde se sospecha la presencia de uranio , y adema hay casas, se recomienda la ventilación permanente de las habitaciones, esta gas tambien esta presente en las aguas de pozo, por lo que recomendable el analisis de estas.

Para su detección se utiliza un equipo casero; Radon Test Kit.

REB= eficia biologica relativa, sus valores son 1 para rayos X, beta, gamma y 10 para parículas alfa.

Series Radiactivas

Cuando un núcleo se va desintegrando, emite radiación y da lugar a otro núcleo distinto también radiactivo, que emite nuevas radiaciones. El proceso continuará hasta que aparezca un núcleo estable, no radiactivo. Todos los núcleos que proceden del inicial(núcleo padre) forman una serie o cadena radiactiva. Se conocen cuatro series o familias radiactivas, tres de las cuales existen en la naturaleza ya que proceden de los radionúclidos primigenios. Se llaman radionúclidos primigenios a aquellos que sobreviven en la Tierra desde su formación. Esto se debe a que su semivida es comparable a la edad de la Tierra. Las tres series que existen en la naturaleza son la del Th-232, U-238 y Ac-227, la otra serie radiactiva es la del Np-297, que debería haberse extinguido, pero las pruebas nucleares relizadas han liberado estos núcleos y por lo tanto ha vuelto aparecer esta cadena radiactiva। En cada serie todos los núcleos están relacionados, en la del Th-232, por ejemplo, todos los núcleos de la serie tienen números másicos iguales a 4n, siendo n un número entero cualquiera. En la tabla siguiente están las distintas series radiactivas.

Los efectos generales de las radiaciones sobre el ser humano son los siguientes:

Cantidad	Efecto
0mSv-250mSv	Ninguna lesión detectable.
.5Sv (500mSv)	Posibles alteraciones de la sangre, pero ninguna lesión grave. Ningún otro efecto detectable.
1Sv	Náuseas y fatiga con posibles vómitos. Alteraciones sanguíneas marcadas con restablecimiento diferido. Probable acortamiento de la vida. Ninguna incapacitación.
2Sv	Náuseas y vómitos en las primeras veinticuatro horas. A continuación un periodo latente de una semana, caída del cabello, pérdida del apetito, debilidad general y otros síntomas como irritación de garganta y diarrea. Posible fallecimiento al cabo de dos a seis semanas de una pequeña fracción de los individuos irradiados. Restablecimiento probable de no existir complicaciones a causa de poca salud anterior o infecciones. Posible incapacitación.
4Sv	Náuseas y vómitos al cabo de una a dos horas. Tras un periodo latente de una semana, caída del cabello, pérdida del apetito y debilidad general con fiebre. Inflamación grave de boca y garganta en la tercera semana. Síntomas tales como palidez, diarrea, epíxtasis y rápida atenuación hacia la cuarta semana. Algunas defunciones a las dos a seis semanas. Mortalidad probable del cincuenta por ciento..
6Sv	Náuseas y vómitos al cabo de una a dos horas. Corto periodo latente a partir de la náusea inicial. Diarrea, vómitos, inflamación de boca y garganta hacia el final de la primera semana. Fiebre y rápida extenuación y fallecimiento incluso en la segunda semana. Fallecimiento probable de todos los individuos irradiados..

Interacción de la radiación con la materia

La radiación nuclear se emplea por ejemplo en la gammagrafía y en la medicina nuclear. La gammagrafía utiliza las interacciones de los rayos gamma al penetrar por los diferentes tejidos. La medicina nuclear elimina los tejidos malignos a partir de la radioactividad de elementos radiactivos introducidos en el paciente.

Los efectos de las radiaciones en los materiales son la ionización, la excitación atómica del material y la fisión. A estos le pueden seguir cambios químicos. Así por ejemplo, las partículas alfa, al penetrar en la materia, atraen a su paso eléctricamente a los electrones cercanos, produciendo la ionización de estos átomos.

Cuando un átomo radiactivo genera un positrón, este se asocia temporalmente a un electrón, formando un “átomo” llamado positronio, en el que el electrón y el positrón giran uno alrededor del otro. El positronio tiene una vida media de 10^-10 segundos. Luego se aniquilan las dos partículas emitiendo rayos gamma de 511 keV.

Los rayos gamma transfieren su energía al material que atraviesan de tres formas diferentes. Estas son el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y la producción de pares.