PROSPECCION RADIOMETRICA
Definicion: ¿Que es la Prospeccion Radiometrica?
La Prospeccion Radiometrica se encarga de medir la radioactividad de ciertas ventanas de energía relacionadas a isótopos inestables, de esta manera se pueden determinar las concentraciones de elementos radioactivos asociados a minerales que se encuentran presentes en rocas y en suelos.
Radioactividad
La radiactividad se refiere a las partículas que se emiten desde los núcleos como resultado de la inestabilidad nuclear. Debido a que el núcleo experimenta el intenso conflicto entre las dos fuerzas más fuertes de la naturaleza, no debería sorprender que haya muchos isótopos nucleares que son inestables y emiten algún tipo de radiación. Los tipos más comunes de radiación se denominan radiación alfa , beta y gamma , pero existen otras variedades de desintegración radiactiva.Las tasas de desintegración radiactiva se expresan normalmente en términos de sus vidas medias, y la vida media de una especie nuclear determinada está relacionada con su riesgo de radiación. Los diferentes tipos de radiactividad conducen a diferentes rutas de desintegración que transmutan los núcleos en otros elementos químicos. El examen de las cantidades de productos de desintegración hace posible la datación radiactiva.
La radiación de fuentes nucleares se distribuye por igual en todas las direcciones, obedeciendo la ley del cuadrado inverso.
Radiactividad Alfa
Compuesto por dos protones y dos neutrones, la partícula alfa es un núcleo del elemento helio. Debido a su gran masa (más de 7000 veces la masa de la partícula beta) y su carga, tiene un rango muy corto. No es adecuado para la radioterapia ya que su alcance es inferior a una décima de milímetro dentro del cuerpo. Su principal peligro de radiación se produce cuando se ingiere en el cuerpo; tiene un gran poder destructivo dentro de su corto alcance. En contacto con membranas de crecimiento rápido y células vivas, se coloca para un daño máximo.
La emisión de partículas alfa se modela como un proceso de penetración de barreras. La partícula alfa es el núcleo del átomo de helio y es el núcleo de mayor estabilidad.
Penetracion de la Barrera Alfa
La energía de las partículas alfa emitidas era un misterio para los primeros investigadores porque era evidente que no tenían suficiente energía, según la física clásica, para escapar del núcleo. Una vez que se obtuvo un tamaño aproximado del núcleo mediante la dispersión de Rutherford, se podría calcular la altura de la barrera de Coulomb en el radio del núcleo. Era evidente que esta energía era varias veces mayor que las energías observadas de las partículas alfa. También había un rango increíble de semividas para la partícula alfa que no podía explicarse con nada en la física clásica.
La resolución de este dilema llegó al darse cuenta de que existía una probabilidad finita de que la partícula alfa pudiera penetrar la pared mediante un túnel de la mecánica cuántica. Usando túneles, Gamow pudo calcular una dependencia de la vida media en función de la energía de las partículas alfa, lo que estaba de acuerdo con las observaciones experimentales.
Energia de Union Alfa
La energía de enlace nuclear de la partícula alfa es extremadamente alta, 28,3 MeV. Es una colección de nucleones excepcionalmente estable, y aquellos núcleos más pesados que pueden verse como colecciones de partículas alfa (carbono-12, oxígeno-16, etc.) también son excepcionalmente estables. Esto contrasta con una energía de enlace de solo 8 MeV para el helio-3, que forma un paso intermedio en el ciclo de fusión protón-protón.
Alfa, Beta y Gamma
Históricamente, los productos de la radiactividad se denominaban alfa, beta y gamma cuando se descubrió que podían analizarse en tres especies distintas mediante un campo magnético o un campo eléctrico.
Penetracion de la materia
Aunque es la más masiva y energética de las emisiones radiactivas, la partícula alfa es la de menor alcance debido a su fuerte interacción con la materia. El rayo gamma electromagnético es extremadamente penetrante, incluso penetrando espesores considerables de hormigón. El electrón de la radiactividad beta interactúa fuertemente con la materia y tiene un rango corto.
Definicion: La Radiometria
La radiometría es la ciencia de la medición de la radiación óptica en cualquier longitud de onda, basada simplemente en mediciones físicas. La energía radiante no se puede medir cuantitativamente directamente, sino que siempre debe convertirse en alguna otra forma, como térmica, eléctrica o química. La radiometría se aplica a todo el espectro electromagnético, no solo a la región óptica. La radiometría es la ciencia y la tecnología de la medición de la radiación de todas las longitudes de onda dentro del espectro óptico. La unidad básica de potencia en radiometría es el vatio (W).
En las mediciones radiométricas, el detector ideal es aquel que tiene una respuesta plana con la longitud de onda, mientras que en la fotometría, el detector ideal tiene una respuesta espectral que se aproxima a la del ojo humano promedio. Para obtener técnicas de medición consistentes, la respuesta del ojo humano promedio fue establecida por la Commission Internationale de l′Eclairage (CIE) en 1924. La respuesta conocida como la respuesta del ojo fotópico se muestra en la Figura 7.2 y se observa que alcanza su punto máximo en el verde / parte amarilla del espectro visible a 555 nm. La curva indica que se necesitan aproximadamente diez veces más unidades de luz azul que dé luz verde para producir el mismo efecto de visibilidad en el ojo humano promedio. La radiometría se refiere a un caso en el que una luz que ilumina una partícula crea un gradiente de temperatura en la partícula, que a su vez crea un gradiente de temperatura en el fluido circundante. El gradiente de temperatura en el fluido produce un caso especial de termoforesis. La distinción entre una fuerza radiométrica fotoforética y una fuerza termoforética es que en la primera el gradiente de temperatura se origina dentro de la partícula y en la segunda se origina en el fluido circundante.
¿En que consisten los Metodos Radiometricos?
Consisten en medir la emisión natural de radiación gamma para establecer concentraciones de elementos radioactivos en las rocas superficiales. Los minerales radiactivos de uranio y torio se hallan naturalmente en los materiales terrestres. Dado que son radiactivos, su aspecto o cualquier concentración anómala puede descubrir mediante estudios radiométricos. Se utiliza en la investigación de depósitos necesarios para esta aplicación, y de igual manera para depósitos no radiactivos asociados con elementos radiactivos como el titanio y el circonio.
- La técnica de medición de la radiación natural en la superficie terrestre se denomina «método radiométrico» (también conocido como espectrometría de rayos gamma). Este es un proceso en el que el átomo inestable se vuelve estable en el proceso de su núcleo. La energía se libera en forma de radiación, es decir, rayos alfa, beta y gamma.
- El método radiométrico o espectrométrico de rayos gamma es un proceso geofísico utilizado para estimar las concentraciones de los radioelementos potasio, uranio y torio midiendo los rayos gamma que emiten los isótopos radiactivos de estos elementos durante la desintegración radiactiva.
- La datación radiométrica, datación radioactiva o datación por radioisótopos es una práctica manejada para datar materiales como rocas, minerales y restos orgánicos (carbono), en los que se unieron de manera selectiva impurezas radiactivas cuando se crearon.
Metodos Radiometricos en Campo
Las investigaciones de Geiger Counter se ajustan a la adquisición geofísica radiométrica en tierra. Se apuntan las tasas de recuento y se valora su importancia con respecto a los efectos de fondo resultantes del comprendido de potasio de las rocas locales, la lluvia nuclear y la radiación cósmica. Una rareza apreciable generalmente será superior a tres veces la tasa de recuento de antecedentes. Los contadores de centelleo también se pueden utilizar en levantamientos en el suelo y, por lo general, se ubican en exposiciones de rocas. La superficie del terreno debe ser comparativamente plana, de modo que las emisiones radiactivas se causen en la mitad del espacio debajo del instrumento. Si esta condición no se consigue, se puede usar un colimador de plomo para asegurar que las emisiones radiactivas no lleguen de las áreas elevadas que flanquean el instrumento. La mayoría de los levantamientos radiométricos se ejecutan desde el aire, utilizando sensores de centelleo más grandes que en los instrumentos terrestres, con el consiguiente aumento de la sensibilidad de la medición. Las mediciones radiométricas se toman regularmente en conjunto con las lecturas magnéticas y electromagnéticas, por lo que proporcionan conjuntos de datos adicionales a un costo adicional minúsculo. En el estudio de depósitos relativamente pequeños, la baja velocidad de los helicópteros suele ser de gran ventaja y proporciona una mayor discriminación y amplitud de respuesta. La altitud de vuelo suele ser inferior a 100 m y, dado a los débiles poderes de penetración de las emisiones radiactivas, la encuesta obtenida se relaciona solo con el medidor superior del terreno. La paráfrasis de los datos radiométricos es principalmente cualitativa, aunque hay disponibles curvas características para ciertas formas elementales que proporcionan el parámetro: (área de superficie) x (intensidad de la fuente).
- Metodo del Rubidio-Estroncio
- Método del Potasio-Argón
- Método del Argón 39/Argón 40
- Método del Berilio 10
- Métodos de Torio y Protactinio
- Método Uranio-Plomo
- Método del Tritio
- Método del Samario-Neodimio
- Método del Carbono 14
Aplicacion del Metodo Radiometrico
- Evidentemente, es más aplicable a la búsqueda directa de uranio. Dado que muchas rocas son naturalmente radiactivas en grados característicos, El método es adecuado para mapear la geología mediante la distinción de diferente roca tipos. De hecho, el método funciona más en la respuesta química que las propiedades físicas de la roca. De esta manera diferentes tipos de rocas y diferentes las fases pueden distinguirse cuando no lo son visualmente.
- Dado que los rayos gamma no pueden penetrar más de ~ ½ metro de roca, Sin embargo, la respuesta de las rocas se limita a este orden de profundidad. El método es por lo tanto, puede mapear solo la superficie muy cercana. De esta forma, es útil en agricultura en el mapeo de diferentes tipos de suelos.
- Puede detectar fallas que actúan como conductos de radiación en forma de gas radón para escapar a la superficie.
- Otra aplicación importante del método es su capacidad para determinar la concentración real de los elementos radiactivos y, por lo tanto, «ensayo» cuantitativamente rocas o testigos de perforación, in situ, si es necesario. Esto puede ser más rápido que tener ensayos. realizado en un laboratorio geoquímico y puede ser suficiente. Ver sección 8.
- El progreso de los trazadores radiactivos utilizados para definir la tasa de flujo de líquidos puede ser monitoreado mediante instrumentos radiométricos.
- Contaminación del suelo por fugas de reactores nucleares.
- La presencia de gas radón radiactivo puede ser un precursor de los terremotos.
- Probablemente la aplicación más frecuente de las técnicas radiométricas es el registro geofísico de pozos.
Funcionamiento de los Metodos Radiometricos
La datación radiométrica es una habilidad utilizada en la apreciación de la edad absoluta (numérica) de materiales geológicos tales como rocas, minerales o materia orgánica, que se consigue a partir de isótopos radiactivos; los cuales se fundamentan en las series de desintegración de isótopos con tasas constantes de decaimiento radioactivo. Los isótopos inseguros tienen como consecuencia la descomposición o desintegración espontánea del núcleo, este transcurso fue designado radioactividad en 1907. El físico neozelandés, Ernest Rutherford, insinuó la posibilidad de datar minerales mediante la reactividad, calculando la porción entre la cantidad de elementos radioactivos (convocados elementos padres o primarios) y las sustancias derivadas citados elementos hijos o radiogénicos). En la década de los setenta se ratificó la propiedad clave de las transmutaciones radioactivas. Para que un elemento radiogénico sea servible en la datación hacen falta tres condiciones:
- Que se conozca de un elemento relativamente común.
- Que su vida media no sea excesivamente larga ni muy corta respecto al intervalo de tiempo que pretendemos medir (la vida media de cada elemento radioactivo es invariable y se puede medir con precisión).
- Que el elemento hijo se pueda diferenciar de las eventuales cantidades del mismo isótopo ya presente en el mineral desde su alineación.
Ejemplos de Levantamiento Geofisico Radiometrico
- Perfiles radiométricos y magnéticos sobre mineralización de pitchblenda-magnetita en Labrador
- Esto se consiguió a partir de mapas de contorno de una pequeña área identificada a partir de un levantamiento geofísico aéreo regional.
- Existen fuertes anomalías magnéticas y radiométricas coincidentes, cuya fuente fue inquirida por dos perforaciones.
- Las anomalías se originan de la magnetita y la pitchblenda, situadas seguidamente debajo de los máximos de anomalía, en un huésped arcilloso y cuarcítico.
- Pitchblenda es una variedad de uraninita masiva, botrioidal o coloforme.
Fuentes
- Anderson, D., 1992. The Earth’s interior. En Understanding the Earth (p 45-66); Brown, G., Hawkesworth, C. y Wilson, C. editores. Cambridge University Press.
- Baranwal, V., Watson, R., Smethust, M. y Rφnning, J., 2010. Geological mapping using airborne gamma ray spectrometry. Norges Geologiske Undersφkelse, presentation (22 p).
- Cantos Figuerola, J., 1972. Tratado de geofísica aplicada (p 447-470). Librería de Ciencia e Industria.
- Ross Taylor, S., 1992. The origin of the Earth. En Understanding the Earth (p 25-43); Brown, G., Hawkesworth, C. y Wilson, C. editores. Cambridge University Press.