UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASHSANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y METALURGIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINASTEMAMTODO DE PROSPECCIN RADIOACTIVOPresentada en la Asignatura de Geologa de Minas

DOCENTE:Ing. VIZCARRA ARANA, Jess ALUMNOS: ESPINOZA REGALADO, Fredy ABAD MOLINA JESUSCASTILLO CHAVEZ MARCOMACEDO LEYVA JUAN

Huaraz ,7de Diciembre del 2012

I. INTRODUCCINDesde la antigedad el hombre siempre se ha interesado por comprender todos los fenmenos que ocurren en la tierra, surgiendo de esta manera muchas ciencias que se han dedicado a su estudio, entre ellas est la geofsica que se dedica a comprender los fenmenos naturales y no naturales, mediante mtodos e instrumentos que miden las ondas ssmicas, el magnetismo terrestre y la fuerza de gravedad.Desde su inicio la Geofsica ha alcanzado grandes xitos en la bsqueda de yacimientos efectuando algunos descubrimientos espectaculares de depsitos de minerales, y gracias a los avances tecnolgicos se han perfeccionado y transformados con el fin de lograr un mejor desarrollo y bienestar de la humanidad. No obstante, los mtodos geofsicos de prospeccin radiactiva no siempre son capaces de encontrar directamente los depsitos, por lo que su xito depende de localizar estructuras geolgicas favorables para encontrar yacimientos de gran valor econmico.

II. MTODO RADIACTIVO.Son empleados en la prospeccin de minerales de los elementos radiactivos, uranio, torio y de los minerales de inters comercial, que pueden ser descubiertos por su asociacin con dichos elementos, a travs de la presencia de sustancias radiactivas de las rocas.Cada capa que se va atravesando tiene una determinada radioactividad se estimula con radiacin y se toman las lecturas tiene alta penetracin por lo que permite una medicin muy precisa.

2.1 FUNDAMENTO DEL MTODO RADIACTIVO.Los mtodos radiactivos miden la radiactividad de los minerales que constituyen las rocas a travs de las trazas de elementos radiactivos que se encuentran en ella.La bsqueda geofsica de elementos radiactivos en la corteza terrestre es primordialmente una bsqueda de lugares con radiacin gamma anormal. Sin embargo, no todos los elementos radiactivos emiten rayos gamma y sus yacimientos no pueden ser localizados a menos que un elemento "hijo" presente en el yacimiento emita dichos rayos. As que el uranio detecta indirectamente por la radiacin gamma emitida por uno o ms productos en especial el radio.La radiactividad se mide en Roentgen (R) por hora. Un Roentgen es la cantidad de radiacin que produce 2.083x10-9 pares de iones por cm3 a la presin y temperatura normales. En geofsica suele utilizarse una unidad ms pequea, el micro-roentgen por hora (1u = 10-9 R).

2.2 UTILIDADES y APLICACIONES DEL MTODO DE RADIACTIVO. la presencia de sustancias radiactivas en la rocas puede ser utilizada en la bsqueda de yacimientos minerales de los elementos radiactivos como el uranio, el torio y tambin para obtener diagrama de pozos petrolferos; adems nos permite detectar minerales de inters comercial que pueden ser descubiertos por su asociacin con dichos elementos. La bsqueda de uranio ha sido, naturalmente el objetivo principal de gran cantidad de esfuerzos dedicados a la prospeccin radiactiva puesto que el uranio es el combustible principal para la energa atmica. El torio a su vez es un combustible nuclear potencial, pero en la actualidad no hay demanda del mismo para esta finalidad. La localizacin de elementos radiactivos no es la nica aplicacin de la Prospeccin radiactiva, puesto que todas las rocas, tanto gneas como sedimentarias, contienen trazos de elementos radiactivos, estos mtodos pueden usarse tambin en cartografa geolgica, con tal que las diferentes rocas, estratos o fases tengan radiactividad diferente. La prospeccin radiactiva es utilizada para la determinacin de la edad de las rocas a travs de las leyes que gobiernan la velocidad de desintegracin de los elementos contenidos en ella.

III. LA RADIACTIVIDAD La radioactividad podemos definir como la propiedad que presentan determinadas sustancias (sustancias radioactivas) de emitir radiaciones capaces de penetrar en cuerpos opacos e ionizar el aire3.1. GENERALIDADES SOBRE LA RADIACTIVIDAD.Se entiende por radiactividad a la desintegracin de un ncleo atmico con emisin de energa y de partculas materiales, proceso que tiene lugar espontneamente en algunas sustancias radiactivas naturales. Se observan tres tipos de radiacin: rayos alfa, beta y gamma, la prospeccin geofsica de minerales radiactivos est basada en la determinacin de estas radiaciones por medios fsicos.

Tambin se puede definir como: la variacin espontnea del ncleo de un istopo, inestable que se produce mediante la emisin de partculas elementales o de radiaciones electromagnticas.

La radiactividad es propiedad del ncleo, por lo que no es afectado por la forma que aparece, qumicamente, cada elemento radiactivo. Por consiguiente, puede revelarse independientemente de la complejidad del compuesto qumico considerado.

De los alcances o penetraciones de los rayos alfa, gamma y beta, resulta que slo los ltimos pueden ser utilizados en la bsqueda de elementos radiactivos de la corteza terrestre, puede que las partculas alfa y beta son completamente detenidas por el recubrimiento ms ligero, como humus, arcillas.

La bsqueda geofsica de elementos radiactivos en la corteza terrestre es primordialmente una bsqueda de lugares con radiacin gamma anormal. Sin embargo, no todos los elementos presentes en el yacimiento emitan dichos rayos. Por ello, el uranio se detecta indirectamente por la radiacin gamma emitida por unos o ms de sus productores, en espacial el radio.

La localizacin de elementos radiactivos no es la nica aplicacin de los elementos radiactivos. Puesto que todas las rocas, tanto gneas como sedimentarias, contienen trazos de elementos radiactivos, estos mtodos pueden utilizarse tambin para cartografa geolgica, con tal que las diferentes rocas, estratos o fases tengan radiactividad diferente.

Se distinguen tres tipos de radiaciones, clsicamente desintegradas por las letras griegas alfa, beta y gamma. La prospeccin geofsica de minerales radiactivos est basada en la deteccin de estas radiaciones por medios fsicos. En las investigaciones geofsicas, slo pueden detectarse normalmente los rayos gamma, puesto que las partculas alfa y beta son detenidas fcilmente por la materia. Radiacin AlfaLas partculas alfa estn constituidas por ncleos de helio son de naturaleza corpuscular, teniendo carga elctrica positiva. La velocidad de expulsivo de esta es muy elevada y en consecuencia, debido a su masa y velocidad, estas partculas estn dotadas de gran energa y son verdaderos proyectiles lanzados sobre la materia que las rocas y son frecuentemente ionizantes, pero al mismo tiempo, a causa de su tamao resultan fcilmente frenadas por choques sucesivos con la misma materia que las rocas, alcanzando pronto un estado pasivo como neutro de helio; por esta razn, slo pueden atravesar unos pocos centmetros de aire y son detenidos por una hoja de papel, no siendo practico detectar la radiacin alfa en la prospeccin. Radiacin BetaLas radiaciones son simplemente electrones, con carga negativa y masa un poco reducida. Son emitidos por algunos elementos radiactivos con velocidad muy variable. Debido a su pequeo tamao tienen grandes posibilidades de pasar de penetracin resulta muy superior al de las radiaciones alfa, siendo por el contrario menor su capacidad de ionizacin debido a sus reducidas ocasiones para expulsar electrones.Las radiaciones beta precisan para su deteccin, una delgada lamina de plomo, placas de aluminio de 5mm de espesor, algunos centmetros de arena y el aire su alcance es de unos 2 metros.

Radiacin GammaLos rayos gamma son radiaciones electromagnticas de la misma o igual naturaleza y velocidad que la luz y los rayos X, pero con mucha mayor energa y por lo tanto, con frecuencia ms elevada, por lo general, pero no siempre, son observadas junto con la emisin de partculas alfa y beta.La ausencia de masa en los rayos gamma, dificulta su colisin con los elementos de otros tomos para su expulsin y en consecuencia, su poder ionizante es muy reducido, pero no nulo, en tanto que la capacidad de penetracin es mucho ms elevada que la de las partculas alfa y beta. Los rayos gamma pueden atravesar varios centmetros de plomo, hasta 30 centmetros de roca y varias decenas de metros de aire.Como los rayos gamma son los ms penetrantes de los tras tipos de radiaciones, los instrumentos de prospeccin estn principalmente para descubrir minerales. Rayos CsmicosAdems de las tres clases de radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas existentes en nuestro planeta, se deben considerar otras, denominadas rayos csmicos, que llegan desde el espacio exterior y que son asociadas juntamente con aquellos, en los aparatos detectores. Originalmente son las partculas llamadas rayos csmicos primarios, que se transforman en los rayos csmicos secundarios y son de dos tipos: unos estn formados por electrones y fotones, que poseen gran energa y los otros son los mesotrones constituidos por partculas cuya masa es 200 veces mayor que la del electrn, pero con igual carga elctrica que este.

3.2. Tipos de Radiactividad La radiactividad puede ser: Natural: manifestada por los istopos que se encuentran en la naturaleza. Artificial o inducida: manifestada por los radioistopos producidos en transformaciones artificiales.3.2.1. Radiactividad natural: En 1896 Henri Becquerel descubri que ciertas sales de uranio emiten radiaciones espontneamente, al observar que velaban las placas fotogrficas envueltas en papel negro. Hizo ensayos con el mineral en caliente, en fro, pulverizado, disuelto en cidos y la intensidad de la misteriosa radiacin era siempre la misma. Por tanto, esta nueva propiedad de la materia, que recibi el nombre de radiactividad, no dependa de la forma fsica o qumica en la que se encontraban los tomos del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad que radicaba en el interior mismo del tomo.Pronto se vio que todas estas reacciones provienen del ncleo atmico que describi Ernest Rutherford en 1911, quien tambin demostr que las radiaciones emitidas por las sales de uranio pueden ionizar el aire y producir la descarga decuerpos cargados elctricamente.Con el uso del neutrino, partcula descrita en 1930 por Wolfgang Pauli pero no medida sino hasta 1956 por ClydeCowan y sus colaboradores, consigui describirse la radiacin beta.En 1932 James Chadwick descubri la existencia del neutrn que Pauli haba predicho en 1930, e inmediatamente despus Enrico Fermi descubri que ciertas radiaciones emitidas en fenmenos no muy comunes de desintegracin son en realidad neutrones.

3.2.2. Radiactividad artificial:La radiactividad artificial, tambin llamada radiactividad inducida, se produce cuando se bombardean ciertos ncleos estables con partculas apropiadas. Si la energa de estas partculas tiene un valor adecuado, penetran el ncleo bombardeado y forman un nuevo ncleo que, en caso de ser inestable, se desintegra despus radiactivamente. Fue descubierta por los esposos Jean Frdric Joliot-Curie e Irne Joliot-Curie, bombardeando ncleos de boro y de aluminio con partculas alfa. Observaron que las sustancias bombardeadas emitan radiaciones despus de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partculas de bombardeo.En 1934 Fermi se encontraba en un experimento bombardeando ncleos de uranio con los neutrones recin descubiertos. En 1938, en Alemania, Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann verificaron los experimentos de Fermi. En 1939 demostraron que una parte de los productos que aparecan al llevar a cabo estos experimentos era bario. Muy pronto confirmaron que era resultado de la divisin de los ncleos de uranio: la primera observacin experimental de la fisin. En Francia, Jean Frdric Joliot-Curie descubri que, adems del bario, se emiten neutrones secundarios en esa reaccin, lo que hace factible la reaccin en cadena.3.3. Principales usos de la radiactividad:Usos mdicas:Dentro del uso de la radiactividad en las actividades humanas, la ms conocida es la de sus aplicaciones mdicas. El uso de la radiacin en el diagnstico y el tratamiento de enfermedades se ha convertido en una herramienta bsica en medicina. Con ella se ha podido realizar exploraciones del cerebro y los huesos, tratar el cncer y usar elementos radiactivos para dar seguimiento a hormonas y otros compuestos qumicos de los organismos.

Usos en agricultura:Quiz sea una de sus aplicaciones ms polmicas. Como hemos venido indicando, las radiaciones ionizantes tienen la propiedad de ionizar (arrancar electrones) de la materia que atraviesan. Esta ionizacin tiene efectos biolgicos que cada vez van siendo mejor conocidos. El efecto ms claro es el de las mutaciones genticas que ha habido a lo largo de la evolucin. Actualmente se investiga sobre cmo aprovechar estas mutaciones y el efecto de estas radiaciones para mejorar los cultivos, evitar plagas... As, por ejemplo, cada da vamos viendo aparecer cada vez un nmero mayor de productos transgnicos (manipulados genticamente).

Usos en minera:Al aplicarse ionizacin en la bsqueda de materiales mineros (metales preciosos), el uso de esta facultad de algunas sustancias qumicas es favorable para el uso humano. Aunque es un mtodo de elevados costos, la exactitud de la radiactividad para hacer reaccionar algunos metales es sorprendente. Otra aplicacin de la radiactividad se ve manifestada en el uso que se le aplica al Uranio 248: Para lograr que algunos procesos de Electrolisis, como con el Aluminio o el Platino, sean ms precisos y el resultado de este proceso ms puro, se irradian terrenos con este metal para que, luego de hacer correr corrientes elctricas, la proporcin de pureza sea ms exacta.

Usos industriales:Probablemente sea menos conocida la funcin que desempea la radiacin en la industria y la investigacin. La inspeccin de soldaduras, la deteccin de grietas en metal forjado o fundido, el alumbrado de emergencia, la datacin de antigedades y la preservacin de alimentos son algunas de sus numerosas aplicaciones.

3.4. PELIGROSLa radiactividad puede ser peligrosa y sus riesgos no deben tomarse a la ligera. Puede daar las clulas del organismo y la exposicin a altos niveles, puede ser nociva e incluso fatal si se trata de manera inadecuada, por eso lleva un largo proceso de investigacin y descubrimientos abrindose las puertas de la era nuclear.Despus de muchos aos de investigacin, desarrollo y aplicaciones industriales, hoy se puede afirmar que existen soluciones tecnolgicas bastante seguras para manejar adecuadamente los desechos radiactivos. Estos no solo provienen de los reactores que generan electricidad, sino tambin de los hospitales, la industria, la agricultura y la investigacin.

3.5. EFECTOS DE LA RADIACTIVIDAD:Segn la intensidad de la radiacin y su localizacin (no es lo mismo una exposicin a cuerpo entero que una sola zona), el enfermo puede llegar a morir en el plazo de unas horas a varias semanas. Y en cualquier caso, si no sobreviene el fallecimiento en los meses siguientes, el paciente logra recuperarse, sus expectativas de vida habrn quedado sensiblemente reducidas. Los efectos nocivos de la radioactividad son acumulativos. Esto significa que se van sumando hasta que una exposicin mnima continua se convierte en peligrosa despus de cierto tiempo. Exposiciones a cantidades no muy altas de radioactividad por tiempo prolongado pueden resultar en efectos nefastos y fatales para el ser humano. La siguiente lista describe las condiciones que se pueden expresar cuando uno es vctima de enfermedad por radiacin. Nuseas Vmitos convulsiones Delirios Dolores de cabeza Diarrea Perdida de pelo Perdida de dentadura Reduccin de los glbulos rojo en la sangre Reduccin de glbulos blancos en la sangre dao al conducto gastrointestinal Perdida de la mucosa de los intestinos Hemorragias Esterilidad infecciones bacterianas Cncer Leucemia Cataratas dao genticos Mutaciones genticas Nios anormales dao cerebral

2.6ESTIMACIN DE EDADES GEOLGICAS POR LOS MTODOS RADIACTIVOSPara la medida de edades geolgicas, como la edad de ciertos yacimientos o la edad de la Tierra, se utilizan istopos radiactivos de vidas medias muy largas.Son muy pocos los tomos radiactivos con vidas medias del orden de la duracin de tiempos geolgicos. Los geo cronologistas usan principalmente tres relojes, los cuales se caracterizan por su par de tomos: el padre, siempre radiactivo, y el hijo, que puede o no ser radiactivo. Estos mtodos son conocidos con los nombres de potasio-argn, rubidio-estroncio y uranio-plomo, en virtud de que el primer istopo de cada par es el tomo padre, y el segundo su descendiente.El potasio-40 al decaer da lugar al nacimiento del argn-40, que tiene una vida media de ms de 1.260.000.000 de aos; el rubidio-87, por su parte, da lugar al nacimiento del estroncio-87, con una vida media de 48.000.000.000 de aos; y finalmente, el uranio-235 y el uranio-238 tienen por descendientes dos istopos estables del plomo, de peso 204 y 206, respectivamente.Estos istopos radiactivos padres generan a sus descendientes muy lentamente, en el transcurso de millones y millones de aos. Al analizar una muestra de acuerdo con la presencia del istopo hijo, sea radiactivo o no, puede determinarse, con ayuda de las leyes del decaimiento radiactivo, el tiempo transcurrido desde la formacin del yacimiento o de la Tierra. En este caso, una mayor cantidad del istopo hijo indica una mayor antigedad de la muestra.Simples en principio, estos mtodos para estimar edades deben ser aplicados con mucha precaucin. En efecto, se puede calcular la edad por estos mtodos si, a partir de la fecha en que se deposit el yacimiento o se form la Tierra, no ha habido movimiento de los descendientes y los padres del par radiactivo en la muestra; es decir, si no ha habido aporte ni prdida de los elementos all presentes.En esta forma se calcul que la corteza slida de la Tierra debe de haber existido desde hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de aos.

CONCLUSINLa Geofsica ha tenido un gran impacto en la vida humana, ya que esta ciencia ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por el hombre para luego transformarlos y convertirlos en productos tiles y provechosos para su desarrollo y bienestar. El desarrollo de la Geofsica ha permitido crear nuevas y mejores tcnicas e instrumentos, facilitando el descubrimiento de materiales radiactivos de alto nivel productivo.El auge alcanzado por la Geofsica y el perfeccionamiento en sus mtodos prospectivos, permitirn a la humanidad contar con yacimientos de gran importancia ya que son estratgicos para el pas.Actualmente, cada ciencia se preocupa por presentar sus deducciones de los fenmenos que estudia por medio de mtodos o sistemas cada vez ms precisos. De all que la Geofsica se perfila como una ciencia de gran confiabilidad, debido a que cada instante se ve influenciada por los avances de gran nmero de ciencias con las cuales se relaciona.

ANEXOS