Radioquímica --> Programa de teoría:

Primera parte: FUNDAMENTOS.-

1.- INTRODUCCIÓN.- Desarrollo del conocimiento sobre el núcleo atómico. Hechos experimentales que han servido de base a las ciencias nucleares. Aportaciones en el aspecto teórico. Física Nuclear, Química Nuclear, Radioquímica y Química de la radiación.
2.- EL NÚCLEO ATÓMICO.- Principales teorías y situación actual. Propiedades del núcleo. La u.m.a. Masa, forma, tamaño y densidad. Energía de enlace nuclear. Fracción de empaquetamiento. Naturaleza de las fuerzas de unión entre los nucleones. Teoría del mesón. Estructura del núcleo. Modelos nucleares.
3.- NÚCLIDOS.- Isótopos, isóbaros, isótonos e isómeros. Clasificación de los núcleos. Relación N/Z. Conceptos de estabilidad e inestabilidad. Carta de núclidos. Métodos de separación de isótopos. Métodos físicos. Métodos químicos.
4.- DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA.- Introducción. Aspectos cualitativos de la desintegración radiactiva. Justificaciones energéticas. Partículas y radiaciones emitidas por los núcleos radiactivos. Leyes del desplazamiento radiactivo. Aspectos cuantitativos de la desintegración radiactiva. Ley fundamental de la desintegración radiactiva. Unidades de radiactividad. Actividad absoluta y experimental.
5.- PERÍODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN.- Relación con la constante de desintegración. Representaciones gráficas. Vida media. Relaciones entre el peso, la actividad y el período de semidesintegración. Determinación de períodos cortos y de períodos largos.
6.- MEZCLAS DE RADIONÚCLIDOS.- Radionúclidos sin relación genética. Ecuaciones de Bateman. Discusión para el caso de dos miembros. Tipos de equilibrio. Representaciones gráficas. Ley del equilibrio de las transformaciones radiactivas.
7.- RADIACTIVIDAD NATURAL.- Radionúclidos cosmogénicos. Radionúclidos pripordiales. Isótopos radiactivos naturales que no forman familia. Series radiactivas naturales. Desintegración ramificada. Series colaterales. Hipótesis sobre la edad de la tierra.
8.- DESINTEGRACIÓN ALFA.- Características Balance masa-energía. Energía de retroceso. Efecto "túnel". Reglas de Geiger y Nuttal. Identificación de las partículas alfa. Esquemas de desintegración alfa. Espectros de energías.
9.- INTERACCIÓN DE LAS PARTÍCULAS ALFA CON LA MATERIA.- Conceptos generales. Colisiones. Poder de frenado. Ionización específica. Penetración y enlace. Fórmula de Bragg-Kleeman. Curvas de Bragg. Cámara de niebla.
10.- DESINTEGRACIÓN BETA.- Características. Espectro de energías. El neutrino. Formas de la desintegración beta. Condiciones de inestabilidad hacia los distintos tipos de desintegración beta. Parábolas de energías másicas. Energía y velocidad de las partículas beta. Captura electrónica. Esquemas de desintegración beta.
11.- INTERACCIÓN DE LAS PARTÍCULAS BETA CON LA MATERIA.- Colisiones. Proceso de aniquilamiento. Ionización primaria y secundaria. Radiaciones secundarias. Bremmstrahlung. Alcance y penetración. Fórmulas empíricas. Autoabstracción. Retrodispersión. Efecto Carenkov.
12.- EMISIÓN GAMMA.- Naturaleza de la radiación electromagnética. Espectro electromagnético. Niveles de energía en los núcleos. Proceso de conversión interna. Isomería nuclear. Transiciones isoméricas y emisión gamma. Esquemas de desintegración de isómeros nucleares.
13.- INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA CON LA MATERIA.- Procesos de absorción y dispersión. Ley exponencial de atenuación. Geometrías. Coeficientes de atenuación. Efecto fotoeléctrico. Efecto Compton. Efecto de producción de pares. Absorción compleja de los rayos gamma. Contribución relativa de los diferentes procesos de interacción. Resumen comparativo de las propiedades de las diferentes radiaciones.

Segunda parte: INSTRUMENTACIÓN NUCLEAR.-

14.- DETECCIÓN Y MEDIDA DE LAS RADIACIONES.- Introducción. Métodos de detección. Tiempos asociados a la medida de radiación. Tiempo de colección de cargas. Duración del impulso. Constante de tiempo. Tiempo invertido en la formación de los impulsos. Tiempo de parálisis. Movilidad de los pares de iones en un campo eléctrico.
15.- SISTEMAS DE DETECCIÓN BASADOS EN LA IONIZACIÓN DE GASES.- Zonas de trabajo. Cámaras de ionización. Tipos de cámaras. Cámaras de impulsos. Cámaras de nivel medio. Métodos de pérdida de carga y de caída de voltaje. Contadores proporcionales. Amplificador. Discriminador. Voltaje para alfa y beta. Aplicaciones. Contadores Geiger-Müller. Gases de ionización y extinción. Curva característica. Tipos y aplicaciones. Equipos electrónicos asociados.
16.- CONTADORES DE CENTELLEO.- Fundamento. tubos fotomultiplicadores. Luminiscencia. Tiempo de resolución. Tipos de centelleadores. Colimadores. Sistema de contaje. Voltaje de trabajo. Factor de mérito.
17.- ESPECTROMETRÍA GAMMA.- Circuitos de coincidencia y anticoincidencia. Ejemplos. Analizador de impulsos. Cesión de energía en un cristal. Espectro diferencial. Zonas y picos que puede presentar un espectro gamma. Espectro integral. Espectrómetros multicanales. Convertidor analógico-digital. Calibrado de un espectrómetro. Poder resolutivo. Contaje de muestras gamma en marcado múltiple.
18.- DETECTORES DE SEMICONDUCTORES.- Fundamento. Aplicación a la espectrometría de radiaciones. FWHM y resolución. Calibrado en energías y en eficiencias. Cálculo de las áreas netas de los picos. Corrección de solapamiento. Aplicaciones.
19.- ESPECTROMETRÍA DE CENTELLEO LÍQUIDO.- Fundamento. Centelleadores primarios y secundarios. Disolventes primarios y secundarios. Extinción. Preparación de muestras. Circuitos electrónicos para equipos con uno o varios canales. Métodos de corrección de la extinción. Automatización y cálculos. Ventajas de esta técnica. Obtención de espectros de emisores beta. Medida de muestras beta en marcado doble. Medidas mediante el efecto Cerenkov.
20.- OTRAS TÉCNICAS DE MEDIDA.- Medidas de radiactividad alfa. Electroscopios. Método fotográfico.- Autorradiografía. Detección de neutrones: Características de la radiación neutrónica. Detectores de boro. Cámaras revestidas. Cámaras compensadas. Contadores de fisión. Detectores de Helio-3.
21.- CORRECCIONES EN LAS MEDIDAS DE RADIACTIVIDAD.- Fuentes de calor en las medidas de radiactividad. Factores que afectan a la eficiencia y su corrección. Geometría. Autoabsorción. Retrodispersión. Eficacia de un equipo de medida. Calibrado del mismo. Medidas absolutas de radiactividad. Contaje con geometría 4p. Contaje en coincidencia. Contaje sin ventana. Radiación de fondo: Blindajes. Corrección electrónica del fondo. Factor de mérito. Errores por tiempo de parálisis del contador. Corrección del "decay". Margen de actividades permisible.
22.- ESTADÍSTICA DE LAS MEDIDAS DE RADIACTIVIDAD.- Fenómenos de azar. La radiactividad como fenómeno estadístico. Velocidad media de desintegración. Desviación "standard". Probabilidad y grado de confianza. Acumulación de cuentas. Composición de probabilidades, Errores absoluto y relativo. Distribución óptica de los tiempos de medida.
23.- MAGNITUDES Y UNIDADES RADIOLÓGICAS.- Exposición: Roentgen. Sistema Internacional. S.I. Rep. Energía cedida: Kerma. Dosis absorbida: Rad. Gray. Eficacia biológica relativa: Rem. Sievert. Dosis equivalente.
24.- EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES.- Radiación y contaminación. Modo de acción de las radiaciones ionizantes. Acción directa e indirecta. Efectos primarios y secundarios. Efectos de la radiación a nivel molecular, celular, tisular, de individuo y de especie. Efectos somáticos y tardíos. Efectos de cada dosis. Efectos genéticos.
25.- DOSIMETRÍA.- Factores de los que depende la dosis. Fórmulas aproximadas para diversas distancias. Constante específica de rayos gamma. Grupos de población. Límites anuales de dosis. Concepto y significación.Valores y aplicaciones a casos prácticos. Operación planificada. Condiciones. Dosis acumulada. Tiempo de permanencia. Dosimetría personal.
26.- CONTAMINACIÓN AMBIENTAL E INTERNA.- Contaminación de fluidos. Concentración máxima admisible. Constantes fisiológicas. Indice de nivel de peligrosidad. Indice de nivel global de riesgo. Contaminaciones superficiales: su prevención y posible descontaminación. Factor de paso al ambiente. Control de las contaminaciones y acotamiento de zonas. Carga orgánica máxima permisible. Vías de contaminación. Períodos de semieliminación biológico y efectivo. Clasificación de los núclidos según su radiotoxicidad.
27.- TÉCNICAS DE RADIPROTECCIÓN.- Radiación y contaminación. Principios fundamentales. Distancia, tiempo y blindaje. Equipos de detección y medida: calibrado y lectura. Protecciones individual y colectiva. Clasificación de las zonas de trabajo y su control radiológico. Señalización de fuentes y locales. Consideraciones generales. Materiales empleados en el blindaje de partículas y radiaciones. Cálculo de espesores de blindaje. Radiación dispersa. Diagramas de isodosis. Manipulación sin riesgo de radioisótopos. Elección y métodos de trabajo con fuentes encapsuladas y no encapsuladas. Almacenamiento de fuentes radiactivas. Transporte. Residuos radiactivos.
28.- LEGISLACIÓN Y REGLAMENTO DE LAS INSTALACIONES RADIACTIVAS.- Desarrollo de la legislación nuclear en España. Reglamento de Instalaciones Nucleares Radiactivas. Autorización de instalaciones. Tramitación de solicitudes. Documentación. Licencias de Operador y Supervisor. Inspección de las instalaciones radiactivas. Diario de Operación e Informes. El Consejo de Seguridad Nuclear. Reglamento sobre Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes de 1992.

Tercera parte: APLICACIONES.-

29.- PREPARACIÓN DE MUESTRAS.- Muestras sólidas. Evaporación. Suspensiones. Filtración. Centrifugación. Normalización del espesor. Portamuestras. Muestras líquidas: Contadores de llenado y de inmersión. Muestras gaseosas. Portador. Actividades específicas.
30.- COMPUESTOS MARCADOS.- Síntesis de compuestos marcados. Biosíntesis. Isómeros radioquímicos. Efectos químicos de la radiación. Acción de la radiación sobre los sólidos. Autodescomposición.
31.- LOS RADIOISÓTOPOS EN FÍSICO-QUÍMICA.- Reacciones de intercambio isotópico. Cinética química y mecanismo de reacciones. Estructura de compuestos. Difusión. Autodifusión. Estudios de superficies. Determinación de solubilidades. Coprecipitación. Eficacia de separaciones. Coeficiente de reparto. Aplicaciones electroquímicas. Cromatografía sobre papel y columna.
32.- LOS RADIOISÓTOPOS EN EL ANÁLISIS QUÍMICO.- Análisis de sustancias radiactivas naturales. Análisis radiométrico: Fundamento. Variantes. Evaluación del rendimiento de procesos analíticos. Análisis por dilución isotópica: Método directo. Método inverso con aditivo y radiactivo. Método de doble dilución isotópica. Análisis por activación: Características. Fuentes de irradiación. Ecuaciones de activación. Actividad específica de saturación. Cálculo de la sensibilidad del método. Reacciones interferentes. Preparación de muestras. Técnicas del análisis por activación. Interpretación y eliminación de interferencias. Limitaciones. Aplicaciones. Sensibilidad de los diferentes métodos analíticos.
33.- LOS RADIOISÓTOPOS EN GEOLOGÍA Y ARQUEOLOGÍA.- Aplicaciones en hidrogeología y sedimentología. Medición de la edad de minerales y muestras geológicas. Datación de muestras arqueológicas: El método del Carbono-14. Cálculos y correcciones, Métodos de contaje. Preparación y medida de muestras de carbono natural mediante centelleo líquido. Medida de tritio natural. Aplicaciones.
34.- LOS RADIOISÓTOPOS EN BIOLOGÍA Y MEDICINA.- Aplicaciones en Biología Vegetal. Aplicaciones en Agricultura. Aplicaciones en Biología Animal y Veterinaria. Aplicaciones en diagnóstico médico. Aplicaciones terapéuticas.
35.- LOS RADIOISÓTOPOS EN LA INDUSTRIA.- Aplicaciones basadas en la acción de la materia sobre la radiación: Medida y control de espesores. Gammagrafía: Fuentes utilizadas. Cámaras. Tiempos de exposición. Penetrámetros. Control de densidades y niveles de líquidos. Control de envasado. Densidad y humedad de suelos. Aplicaciones basadas en la acción de la radiación sobre la materia. Eliminación de electricidad estática. Ionización en tubos electrónicos. Anemómetros y pararrayos radiactivos. Producción de luminiscentes. Esterilización en frío. Factor de inactivación. Conservación de alimentos. Aplicaciones como trazadores: Medida de caudales de fluidos. Localización de fugas. Localización de obturaciones en tuberías. Permanencia de líquidos en recipientes. Aplicaciones en la industria del petróleo. Medida de desgastes. Otras aplicaciones.

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