2. TIPOS DE RADIACIONES IONIZANTES:

La radiación ionizante puede dividirse en dos tipos. El primero de ellos está formado por las ondas electromagnéticas correspondientes a las zonas de frecuencia más elevada del espectro. La radiación electromagnética es una onda compuesta de un campo eléctrico y un campo magnético, cada uno de ellos situado en un plano ortogonal al otro, y ambos ortogonales a la dirección de propagación de la onda . Se llama longitud de onda a la longitud de una oscilación completa, y frecuencia, al número de oscilaciones por segundo. Las ondas electromagnéticas viajan por el vacío a la velocidad de 2.99792*10⁸ m/s, lo que se conoce como velocidad de la luz, y que se representa por c

Las radiaciones gamma suelen tener su origen en el núcleo excitado.A menudo, tras emitir una partícula a o b , el núcleo tiene todavía un exceso de energía, que elimina en forma de ondas electromagnéticas de elevada frecuencia. Como todas las demás formas de radiación electromagnética, estas ondas no tienen masa ni carga, e interaccionan con la materia colisionando con las capas electrónicas de los átomos con los que se cruzan, perdiendo muy lentamente su energía, por lo que pueden atravesar grandes distancias. Su energía es variable, pero en general pueden atravesar cientos de metros en el aire, y son detenidas solamente por capas grandes de hormigón, plomo o agua. Aunque no hay átomos radiactivos que sean emisores gamma puros, algunos son emisores muy importantes, como el Tecnecio 99, utilizado en Medicina Nuclear, y el Cesio 137, que se usa sobre todo para la calibración de los instrumentos de medición de radiactividad. 
 

Los Rayos X fueron descubiertos en 1895 por Roentgen, y fueron el primer ejemplo conocido de radiación ionizante de naturaleza electromagnética. La clave del descubrimiento fué el tubo de Crooke (figura 1), una ampolla de vidrio en la que se había hecho un fuerte vacío. En un extremo, un electrodo formaba el cátodo. En el otro extremo, una gruesa pieza de cobre formaba el ánodo. Cuando se aplicaba a los electrodos un elevado voltaje, los electrones saltaban del ánodo hacia el cátodo de cobre. La interacción entre los electrones negativos, y los núcleos de los átomos, cargados positivamente, producía desviaciones en los electrones, y por tanto, cambios en la energía de estos, que era emitida en forma de radiaciones electromagnéticas de corta longitud de onda que podían atravesar las substancias e impresionar placas fotográficas protegidas, radiaciones a las que Roentgen llamó Rayos X. En general, en los tubos de rayos X actuales, se emplea tungsteno como cátodo, y se ha conseguido una modulación muy fina de la energía de las radiaciones emitidas, y por tanto, de su penetración, a fin de conseguir imágenes más definidas. 

El otro gran grupo de radiaciones ionizantes es el representado por la energía ligada a partículas subatómicas que están dotadas de gran velocidad, y por tanto, energía, unas veces cargadas y otras neutras. La ecuación de De Broglie asimila a cada una de estas partículas una longitud de onda determinada: 

en que p es el momento cinético de la partícula. 
 

Mientras que la mayor parte de la radiación electromagnética tiene su origen en los cambios en el estado de excitación de las capas electrónicas de los átomos, y solamente la radiación más energética proviene del núcleo, la radiación ligada a partículas suele tener su origen en la inestabilidad de los núcleos de determinados átomos. Un núcleo inestable tiene un exceso de energía interna, y, de forma espontánea tiende a convertirse en otro átomo más estable, expulsando la energía sobrante en forma de partículas de velocidad cercana a la de la luz, o de radiación electromagnética tipo gamma. A este tipo de átomos naturalmente inestables se les denomina radiactivos. Los cambios que suceden en estos átomos de forma espontanea para convertirse en otros más estables son llamados desintegración radiactiva. Se llama pues radiactividad a la característica de algunos materiales de emitir de forma espontanea radiación ionizante. Se llama vida media de una substancia radiactiva al tiempo requerido para que la cantidad original de materia radiactiva se reduzca a la mitad. Todas las substancias radiactivas tienen una vida media característica, algunas muy larga, y otras extremadamente corta. Así, mientras el Uranio 238 tiene una vida media de 4.5 * 10⁹ años, el Carbono 11 tiene una vida media de tan solo 11 minutos. 
 

Las partículas alfa (⁴₂ a⁺⁺) son conjuntos de dos protones y dos neutrones, es decir, el núcleo de un átomo de helio, eyectadas del núcleo de un átomo radiactivo. La emisión de radiactividad tipo alfa ocurre en general en átomos de elementos muy pesados, como el uranio, el torio o el radio. El núcleo de estos átomos es bastante rico en neutrones, es decir, hay bastantes más neutrones que protones en el núcleo, y ello los hace inestables. Al emitir una partícula alfa, el átomo cambia la composición de su núcleo, y queda transformado en otro distinto, con dos protones y dos neutrones menos. Se dice que ha tenido lugar una transmutación de los elementos. Así por ejemplo, cuando el uranio 238 cuyo número atómico (Z = número de protones en el núcleo) es de 92, emite una partícula alfa, queda transmutado en un átomo de torio 234, cuyo número atómico es de 90. 
 

Las partículas beta (⁰_-1b^-) se originan en un proceso de reorganización nuclear en que el núcleo emite un electrón, junto con una partícula no usual, casi sin masa, denominada antineutrino (⁰_0n) que se lleva algo de la energía perdida por el núcleo. Como la radiactividad alfa, la beta tiene lugar en isótopos ricos en neutrones, y suelen ser elementos producidos en reacciones nucleares naturales, y más a menudo, en las plantas de energía nuclear. Cuando un núcleo expulsa una partícula beta, un neutrón es transformado en un protón. El núcleo aumenta así en una unidad su número atómico, Z, y por tanto, se transmuta en el elemento siguiente de la Tabla Periódica de los Elementos. Por ejemplo, cuando el Rhenio 187 (Z = 75) emite radiación beta,se transmuta en Osmio 187 (Z = 76), sin cambios en su peso atómico. Las partículas beta tienen una carga negativa y una masa muy pequeña. Por ello reaccionan menos frecuentemente con la materia que las alfa, y en general son más penetrantes que estas, Típicamente son detenidas por capas delgadas de plástico o de metales ligeros como el aluminio. 
 

Los neutrones (¹ ₀ n ) son partículas procedentes del espacio exterior, de colisiones entre átomos en la propia atmósfera o de desintegraciones radiactivas espontaneas o artificiales dentro de reactores nucleares. Son partículas de masa cuatro veces inferior a la de las partículas alfa, y sin carga, por lo que tienen una gran energía y son muy penetrantes, al no sufrir apenas interacciones con la materia que van atravesando. Para detenerlas deben utilizarse gruesas capas de hormigón, plomo o agua. 
 

Los rayos cósmicos son partículas altamente energéticas que bombardean la superficie de la Tierra procedentes del espacio profundo.Son más intensas a altitudes elevadas que a nivel del mar, ya que la atmósfera provee de una cierta protección, sobre todo debida a la capa de ozono de sus capas exteriores.