En primer lugar mi saludo respetuoso para toda la comunidad académica y científica de steemit, seguimos con el vínculo entre la óptica y la geometría, es decir, la óptica geométrica.

Introducción

Seguimos en la búsqueda de todos aquellos rayos o radiaciones invisibles a nuestros sistemas ópticos naturales (ojos), lo cual ha hecho más interesante poder conocer cada una de estas manifestaciones de energía ya que a pesar de su imperceptibilidad el hombre a través de la ciencia ha podido tanto nutrirse de tales conocimientos como colocarlas a nuestra disposición, y todo esto con la finalidad de generarnos mayor confort, y también poder cuidarnos con mayor precaución de su impacto biológico hacia nuestros cuerpos.

En el anterior artículo comenzamos a vincularnos con otras formas de rayos o radiaciones de naturaleza no electromagnéticas, y estas las conocemos como radiaciones corpusculares, siempre es importante resaltar que cualquier tipo o forma de radiación la identificamos como aquella energía que se propaga o traslada de un espacio a otro.

La anterior movilidad o propagación de energía se lleva a cabo en forma de ondas, y para diferenciar los dos conjuntos de radiaciones, es decir, electromagnéticas y corpusculares, debemos resaltar que las primeras no contienen masa alguna y es debido a que solo poseen energía, pero al referirnos a las radiaciones corpusculares debemos decir que este tipo de radiación se propaga con la presencia de masa.

De las radiaciones corpusculares comenzamos con el análisis de los rayos alfa (α), y este tipo de rayos pudimos observar que se encuentran constituidos por dos protones y dos neutrones, lo cual representa el núcleo de un átomo de Helio, por lo general los átomos de elementos más pesados como el Uranio por ejemplo, cuyo núcleo atómico es inestable por la gran cantidad de protones, pueden generar radiactividad o rayos alfa, y de igual forma rayos beta que es la radiación a estudiar de forma general en este artículo.

Para dicho artículo continuaremos implementando la conceptualización de rayos o radiaciones con propagación rectilínea en forma de ondas, de esta forma nos los ha transmitido la óptica geométrica-física, sin olvidarnos de los conocimientos adquiridos de nuestro espectro electromagnético, ya que nosotros como humanidad hemos podido comprender nuestro entorno debido a la comprensión de dicho espectro, pero muy esencialmente de nuestra porción o fracción referencial, como lo es la luz blanca o visible.

Según lo antes expuesto nos servirá para guiarnos en el estudio o análisis del presente artículo como lo son los rayos beta (α), esta forma radiactiva pertenece a la familia de las ondas corpusculares ionizantes, y por tanto, al igual que los rayos alfa (α) a los rayos beta los vincularemos con radiaciones del espectro electromagnético con capacidad de ionización al entrar en contacto con la materia, además realizaremos una relación de acuerdo a la fuerza de penetrabilidad de estas cuatro radiaciones, alfa, rayos X, gamma y beta.

Las características antes mencionadas son de gran importancia ya que dependiendo de estas pueden ser de mayor o menor amenaza para nuestro organismo en lo que a ionización se refiere, por ejemplo, pudimos conocer de los rayos alfa que por su carga másica son más ionizantes que los rayos beta y gamma, pero afortunadamente su capacidad de penetrabilidad es muy reducida en cuanto a las demás radiaciones ionizantes antes mencionadas, más adelantes representaremos en imagen dicha relación.

De los rayos o partículas beta podemos expresar que los mismos son electrones generados a gran velocidad, dicha velocidad es cercana a la de nuestro espectro referencial electromagnético, es decir, luz blanca o visible, en cuanto a la capacidad de penetrabilidad podemos decir que los rayos o radiación beta es más penetrante que la radiación o rayos alfa, pero menos que los rayos X y gamma, las dos últimas radiaciones como hemos conocido en sus respectivos análisis son capaces de penetrar todo nuestro cuerpo con gran facilidad.

Al visualizar las trayectorias de las partículas beta (β) en una cámara de niebla y compararlas con las de los rayos alfa (α), notaríamos como el recorrido o trayectoria dibujada de la radiación beta (β) es más fina o delgada que la descrita por las partículas alfa (α), esto podemos decir que se debe al hecho de que los rayos betas poseen menos cargas másica que los rayos alfa (α), por lo tanto, esta característica hace que dichas partículas beta puedan ser frenadas más fácilmente en el aire, conllevando además a tener trayectorias irregulares en comparación a la de los rayos alfa, como podemos observar en la siguiente figura 1.

Los rayos beta (β)

Los rayos o radiaciones corpusculares se desplazan o propagan en partículas subatómicas con alguna cantidad másica, como lo observamos con el núcleo de helio o rayos alfa (α), pero también lo hace a través de electrones o partícula beta, por lo tanto, llegamos de esta manera a otro tipo de radiación corpuscular con capacidad de ionización al interactuar con la materia, resaltando que la velocidad de este tipo de radiación (corpuscular) siempre será menor que la de todos los rayos o radiaciones que conforman el espectro electromagnético.

Es importante que podamos recordar que los núcleos atómicos se encuentran constituidos por dos esenciales partículas como lo son los protones y neutrones, el conjunto de dichas partículas las conocemos también como nucleones, desde el punto de vista químico son los protones quienes diferencian a los distintos elementos presentes en nuestra tabla periódica, en cuanto a los neutrones pueden estar presente en varias cantidades y seguir siendo el mismo tipo de elemento, cuando un mismo elemento tiene igual cantidad de protones pero con distinto número de neutrones estamos en presencia de los denominados isotopos del elemento analizado.

Por lo tanto, decimos que los isótopos representan átomos de un mismo elemento químico, pero su núcleo posee diferente número de neutrones, nos podemos encontrar con isótopos estables y esto se debe a que su núcleo no varía a través del tiempo, pero también tenemos a los isótopos inestables o radiactivos, y esto es debido a que su núcleo varia con el tiempo, originándose rayos o radiaciones como alfa (α) y beta (β).

Es importante tener en cuenta que cuando nos referimos al número másico (A), nos estamos refiriendo al número de nucleones que constituyen un determinado núcleo atómico, al referirnos al número atómico (Z), estamos hablando de la cantidad de protones contenidos en un determinado núcleo y como dijimos este número de partícula es lo que define a un elemento químico.

Los rayos o radiación beta, son electrones y positrones que son emitidos a gran velocidad (velocidad semejante a la de la luz, pero menor) por un determinado núcleo atómico a través de un proceso radiactivo, entonces, podemos expresar que los rayos o radiación beta (β) pueden ser emitidos de dos maneras diferentes, una de ellas es la denominada emisión de rayos beta negativa, y la otra de beta positiva.

La emisión de rayos o radiación beta negativa se produce cuando un determinado núcleo expele o emana una partícula beta, mediante este proceso un determinado neutrón se transforma en un protón, en consecuencia dicho núcleo perderá un componente de carga negativa, esto hace que el número atómico aumente una unidad, por lo tanto, el elemento se transforma en otro distinto con la misma masa atómica, a continuación observaremos un ejemplo de este tipo de emisión de rayos o partículas beta en la siguiente figura 2.

En la anterior figura 2, observamos a un elemento isotopo radiactivo liberar una forma de radiación beta negativa, este proceso es denominado o conocido como decaimiento, dicho proceso también lo observamos en la emisión de rayos alfa (α), ambas radiaciones (α y β) de naturaleza corpuscular.

En cuanto a la emisión de rayos o partículas beta positiva se origina mediante el proceso en donde un determinado protón integrante del núcleo atómico se transforma en un neutrón, y de esta forma emite un positrón, por lo tanto, esto hace que dicho núcleo pierda una respectiva carga positiva, por lo que el número atómico (Z) decrece una unidad, esto lleva a un nuevo elemento de la misma masa atómica, en esta oportunidad el elemento resultante estará en una posición anterior en la tabla periódica al elemento inicial, lo contrario que en la emisión de partículas beta negativa.

Este tipo de radiación por tener menor cantidad másica que los rayos alfa (α), genera tanto menor carga energética como menor capacidad ionizante que dichas partículas alfa (α), sin embargo, su capacidad de penetrabilidad es mayor, y al relacionarla con radiaciones electromagnéticos ionizantes como Rayos X y gamma podemos decir que es mucho menor penetrante que estas dos últimas, como podemos observar en la siguiente figura 3.

En la anterior figura 3, pudimos relacionar a radiaciones con capacidad ionizante al entrar en contacto con la materia de cualquier tipo de objetos, resaltado en dicha relación el poder de penetrabilidad de cada una de las radiaciones antes descritas, en donde, dos (2) son de naturaleza electromagnética (Rayos X y Gamma ƴ) y las otras dos (2) de naturaleza corpuscular (Rayos alfa α y beta β), por lo tanto, seguimos comprobando que la comprensión de toda forma de radiación depende de los conocimientos adquiridos de las radiaciones electromagnéticas partiendo de nuestro punto referencial, nuestra luz blanca o visible.

Es importante seguir resaltando que a pesar de la imperceptibilidad de estos rayos antes nuestros ojos, hemos podido implementarlos en esenciales y vitales áreas relacionadas con nuestra salud, con es el caso de la Braquiterapia representando esta técnica una radioterapia interna, como podemos observar en la siguiente figura 4.

A pesar de su capacidad de producirnos daños al no controlar su exposición o contacto hacia nuestros cuerpos, podemos visualizar que es posible revertir ese aspecto negativo en el tratamiento de algunos tipos de cáncer como el observado en la anterior figura 4.

Existen otras aplicaciones de gran relevancia en nuestra salud como las encontradas en las máquinas de tomografía las cuales utilizan emisión de rayos beta (positrones), a nivel industrial se aplica como agente de medición de espesor de materiales, como los revestimientos producidos por capas de algún tipo de pintura, entre otras aplicaciones que el hombre positivamente ha podido darle a este tipo de radiación ionizante, como lo son las partículas beta, rayos o radiación beta (β), a continuación observaremos una de estas aplicaciones en la siguiente figura 5.

En la anterior figura 5, pudimos observar el extinto uso de este método el cual se implementó con la finalidad de originar un efecto de fluorescencia tanto en los números como en las agujas de antiguos relojes creando una impresión en las personas que adquirían tales prendas, para tal fin se utilizaba elementos como el tritio el cual es agente emisor de rayos beta (β).

Conclusión

Las distintas formas de radiaciones siempre las encontraremos en cualquiera de nuestras más cotidianas actividades, si nuestros sistemas ópticos naturales (ojos), los pudiéramos convertir en dispositivos oculares capaces de visualizar toda radiación presente en nuestro entorno, disfrutaríamos de las extraordinarias formas y figuras de las trayectorias dibujadas por las ondas de dichas radiaciones al trasladarse de un espacio-tiempo a otro, pero lo que si podemos captar es la gran utilidad en nuestras vidas, ya que sin poderlas ver podemos disfrutar de sus esenciales aplicaciones.

En esta oportunidad seguimos conociendo a las ondas corpusculares las cuales son un tipo de propagación de energía y la cual se encuentra relacionada a una cierta cantidad de masa, estos rayos o radiaciones pudieran ser de naturaleza artificial, es decir, inducida, pero también pueden originarse de manera espontaneas, en el anterior articulo nos relacionamos con los rayos, radiación o partículas alfa (α) y en esta oportunidad lo hicimos con los rayos, radiación o partículas beta (β), de esta forma continuamos adicionando cualquier tipo de rayos presentes en nuestro universo.

Es imposible hablar de la evolución del hombre sin mencionar todo conocimiento relacionado a las diferentes radiaciones originadas en nuestro universo, y esto lo hemos venido demostrando con el desarrollo de cada uno de los artículos de esta serie temática, en especial, aquellos en donde nos vinculamos con los distintos rayos o radiaciones tanto electromagnéticas como corpusculares.

De esta manera ha sido el transcurrir de la existencia del hombre en este planeta Tierra, el cual se encuentra inmerso en nuestro sistema Solar y este a la vez en la galaxia conocida como la Vía Láctea, es decir, una parte del universo, todo aprendizaje lo hemos adquirido de dicho entorno y las radiaciones por estar estrechamente asociadas a nuestra cotidianidad representan un claro ejemplo de tales esenciales aprendizajes.

Debemos destacar la vinculación entre las dos formas de radiaciones tales como las electromagnéticas como las corpusculares, las misma implementadas para resaltar el poder de penetrabilidad de rayos tales como alfa, beta, X y gamma, resultando las de mayor penetración las correspondientes al espectro electromagnético como se pudo evidenciar en la figura 3.

Al igual que las radiaciones electromagnéticas y la radiación corpuscular alfa (α), encontramos importantes aplicaciones de la radiación beta (β) y estas están en vitales áreas de la humanidad, como lo es en la medicina y por lo tanto en nuestra salud corporal, en donde, podemos decir que las radiaciones ionizantes , Rayos X, gamma (ƴ), alfa (α) y ahora beta (β); representan novedosas e importantes herramientas en el tratamiento de graves enfermedades como la de algunos tipos de cáncer, por mencionar el extremo más representativo.

Continuando afirmando que la mayor parte de las radiaciones que nos rodean siempre serán invisibles o imperceptibles a nuestra mirada, sin embargo, no ha representado dicha característica un obstáculo para que el hombre las haya comprendido y lo siga haciendo en pro de todos nosotros, eso lo hemos ido comprobando y palpando en cada una de las anterior publicaciones, utilizando esenciales principios de la óptica geométrica-física y además extrayendo importantes conocimientos de otras áreas científicas como la química, y así poder lograr de manera general una mejor comprensión de las radiaciones corpusculares.

Hasta otra entrega mis apreciados lectores de steemit, en especial a los miembros de la gran comunidad de #STEM-Espanol, los cuales reciben el apoyo de otras maravillosas comunidades como los son #steemstem y #curie, por lo cual recomiendo ampliamente formar parte de este ejemplar y maravilloso proyecto, ya que nos permiten valorar la gran tarea de la academia y el gran esfuerzo del campo científico.

Nota: Todas las imágenes fueron elaboradas usando las aplicaciones Paint, Power Point y el gif animado fue elaborado con la aplicación de PhotoScape.

Referencias Bibliográficas

[1]Charles H. Lehmann. Geometría analítica

[2]Los fenómenos radiactivos y el descubrimiento del núcleo atómico

[3]Las Radiaciones en la vida cotidiana

[4]Riesgos asociados a los distintos tipos de radiación

[5]Física Nuclear