Desintegrazio erradioaktibo

thumb|Nukleo atomikoetan gerta daitezkeen desintegrazio motak.
**Desintegrazio erradioaktiboa** nukleo atomikoetan gertatzen den prozesu bat da, zeinaren bitartez energia galtzen baitute erradiazio gisa. Erradiazioaren izaeraren arabera, hiru desintegrazio mota bereiz daitezke: alfa desintegrazioa, beta desintegrazioa eta gamma desintegrazioa. Alfa zein beta desintegrazioetan partikulak igortzen dira; gamma desintegrazioan, aldiz, fotoiak. Desintegrazio mota edozein dela ere, nukleo atomiko ezegonkorrak dituen materialari **material erradioaktibo** deritzo.

Desintegratzen den isotopo erradioaktiboari *guraso* esaten zaio, eta prozesuak nukleido *seme* bat sortzen du gutxienez. Gamma desintegrazioetan eta egoera nuklear kitzikatuen arteko barne-transformazioetan izan ezik, desintegrazio erradioaktiboa transmutazio nuklear bat da, ondorio seme bat duena, zeinak protoi edo neutroi kopuru desberdina (edo biak) baitu.

Desintegrazio erradioaktiboa ausazko prozesua da; hau da, lagin batean dauden atomoen artean ezinezkoa da aldez aurretik jakitea zein atomo desintegratuko den. Zientzialariei zaila izan zitzaien aurresangarritasunik eza onartzea teoria kuantikoa garatu aurretik.

Lurrean erradioaktiboak diren 34 isotopo daude naturan. Isotopo horiek eguzki-sistema sortu baino lehenagokoak dira eta nukleido primordial izenaz ezagunak dira. Nukleido primordialak eguzki-sistema sortu zeneko izarrarteko ingurunean presente zeuden; nukleosintesiaren bidez sortu ziren izarretan, eta supernobek unibertsoan zehar barreiatu zituzten. Uranioa edo torioa dira nukleido horien adibide. Bestalde, badaude bizitza laburragoa duten 50 isotopo erradioaktibo inguru; nukleido primordialen desintegrazio-kateen produktuak dira, edota aribideko prozesu kosmogenikoen ondorio: karbono-14, adibidez, zeina izpi kosmikoen bidez atmosferan sortzen baita. Isotopo erradioaktiboak era artifizialean ere sor daitezke, partikula-azeleragailuetan edota erreaktore nuklearretan, esate baterako.

## Desintegrazio erradioaktiboaren aurkikuntza 
thumb|Henri Becquerel, erradioaktibitatearen aurkitzailea.
Erradioaktibitatea Henri Becquerel zientzialari frantziarrak aurkitu zuen 1896an. Becquerel fosforeszentzia aztertzen ari zen: materialek energia argi gisa xurgatzen eta igortzen duten fenomenoa. Material fosforeszenteek argia igortzen dute argitan denbora jakin batez egon ondoren. Becquerel-en helburua fosforeszentziak X izpiekin izan zezakeen lotura aztertzea zen, X izpiak aurreko urtean (1895) aurkitu baitzituen Wilhelm Roentgen fisikari alemaniarrak eta, ordura arte, ez ziren izpi horien propietateak guztiz ezagutzen.

Becquerel-ek mineral fosforeszenteak paper beltzean bildutako argazki-xaflekin ukipenean jarri zituen. Mineralek ez zuten xaflan inolako aldaketarik eragin, uranioa erabili zuen arte: orduan, argazki-xafla belztu egin zen. Emaitza ikusita, argi zegoen uranioak nolabaiteko erradiazio ikusezina igortzen zuela, paper beltza zeharkatu eta argazki-xaflari eragiten ziona, xafla argitan egongo balitz bezala. Izpi horiei "Becquerel-en izpiak" deritze. Alabaina, izpien jatorria ezezaguna zen. Lehenik, fenomeno honek fosforeszentziarekin zerikusirik ez zuela ondorioztatu zuen Becquerel-ek, uranioa aurretik ez baitzen argiarekin kontaktuan egon. Gainera, uranioak igortzen zuena X izpiak ez zirela frogatu zuen esperimentu baten bidez. Esperimentu horretan, uranioaren igorpena eremu magnetiko baten eraginpean desbideratu egiten zela behatu zuen, eta ordurako jakina zen X izpiei kanpo-eremu magnetikoek ez dietela eragiten.

Aurkikuntza honen ondotik, Becquerel-ek beste esperimentu batzuk egin zituen erradiazioa aztertzeko xedez. Uranioak kanpo-eraginen independentea den erradiazio sarkorra igortzen duela frogatu zuen. Horrez gain, erradiazioak gorputz elektrifikatuak deskargatu ditzakeela erakutsi zuen, eta, ondorioz, aireko molekulak ioniza ditzakeela, airea eroale elektriko bilakatuz.
thumb|Marie eta Pierre Curie laborategian.
Pierre eta Marie Curie-k erradioaktibitatearen inguruan egindako ikerketak bereziki garrantzitsuak izan dira fisikan eta kimikan, eta baita medikuntzan ere (izan ere, "erradioaktibitate" hitza aurrenekoz Marie-k erabili zuen, zenbait atomok espontaneoki igorritako igorpen sarkor eta ionizatzaileak izendatzeko). Batetik, 1898an polonioa eta radioa lehenengo aldiz isolatzea lortu zuten; bestetik, uranioak igorritako izpien eragina aztertu zuten. Azken horrek aplikazio ugari ditu minbiziaren tratamenduan eta medikuntza nuklearrean.

1899an, Ernest Rutherford-ek esperimentuen bidez erakutsi zuen substantzia erradioaktiboek mota anitzetako erradiazioa igortzen dutela, eta alfa eta beta izpiak bereizi zituen. Hurrengo urtean, 1900ean alegia, Paul Villard kimikari frantziarrak gamma izpiak aurkitu zituen.

Desintegrazio erradioaktiboaren aurkikuntzak, beste hainbatekin batera, kolokan jarri zuen XX. mendera arte nagusi zen mekanika klasikoa, eta teoria berri baten beharra azaleratu zuen: mekanika kuantikoa. Gainera, erradioaktibitatearen ikerketek bidea ireki zieten gaur egungo fisikaren aplikazio ugariri.

## Desintegrazio motak eta adibideak 
Erradioaktibitatearen fenomenoa aurkitu eta gutxira igorpen erradioaktiboak hiru mota desberdinetan sailkatu ziren:

### Alfa desintegrazioa 
Nukleo bateko protoien eta neutroien lotura-energia handia izan arren, nukleoa apur dezaketen prozesuak gerta daitezke. Horrelakoetan, nukleoiz osatutako sistema lotu bat igor dezake jatorrizko nukleoak. Halako sistema lotu bat sortzeko probabilitatea murriztuz doa beharrezkoak diren nukleoi kopurua handitu ahala. Horregatik, 2 protoiz eta 2 neutroiz osatutako nukleidoen igorpena beste nukleido astunagoen igorpena baino ohikoagoa da. 2 protoiz eta 2 neutroiz osatutako nukleidoari alfa partikula deritzo, eta nukleo batek alfa partikula bat igortzen duen prozesuari alfa desintegrazio deritzo. Historikoki, alfa desintegrazioarekiko ezegonkorrak ziren nukleoek igortzen zituzten partikulei alfa partikula izena eman zitzaien, Rutherford-ek 1908an helio-4 nukleo gisa identifikatu baino lehen, eta izena mantendu egin da. Nukleo batek alfa partikula bat igorritakoan, bere zenbaki atomikoa 2 unitate txikitzen da, eta masa-zenbakia, aldiz, 4 unitate. Alfa desintegrazioa sorrarazten duen elkarrekintza fisikoa elkarrekintza nuklear bortitza da.

### Beta desintegrazioa 
Nukleoa hautsi beharrean, nukleoaren gehiegizko protoi edo neutroi kopurua murriztu daiteke, protoi bat neutroi bihurtuz edo alderantziz. Neutroia desintegratzean, nukleoan protoi bat sortzen da eta elektroi bat eta elektroi antineutrino bat igortzen dira. Prozesu horri "beta minus" (β−) deritzo. Protoia desintegratzean, aldiz, nukleoan neutroi bat sortzen da eta positroi bat eta elektroi neutrino bat igortzen dira. Beste prozesu horri "beta plus" (β+) deritzo. Aurreko biez gain, beste beta desintegrazio bat ere badago: elektroi-harrapaketa. Elektroi-harrapaketan, atomo bateko nukleotik hurbil dagoen elektroi bat nukleoko protoi batekin batu daiteke, neutroi bat osatuz. Elektroi-harrapaketa atomo astunetan gertatzen da batez ere; izan ere, nukleo astunek erradio handiagoa eta orbitalen erradio txikiagoa izan ohi dute.

Aipatutako hiru prozesuetan, kargaren kontserbazioaren printzipioa betetzen da. Alfa desintegrazioan ez bezala, beta desintegrazioa sortzen duen elkarrekintza fisikoa elkarrekintza nuklear ahula da.

### Gamma desintegrazioa 
Nukleo batek nukleoiderik igorri gabe eta beta desintegraziorik jasan gabe energia txikiagoko egoera batera aldatu dezake bere burua. Hori egitean, nukleoa egoera kitzikatu batetik energia txikiagoko maila batera aldatzen da, eta maiztasun oso handiko fotoi bat igortzen du. Fotoiaren energia nukleoaren bi egoeren arteko energia-aldearen berdina da (fotoiaren igorpenak nukleoari eragindako atzerapena arbuiatuz gero). Gamma desintegrazioa, alfa edo beta desintegrazioa gertatu ondoren jazo ohi da, desintegrazio horiek egoera kitzikatuetan uzten baitituzte nukleido semeak.

## Desintegrazio erradioaktiboaren formulazio matematikoa 
Atomo erradioaktiboz osatutako lagin baten desintegrazio-gertakari kopuruaren eboluzioa erraz adieraz daiteke matematikoki. Ondoz ondoko desintegrazioen kate baten formulazioa konplexua izan badaiteke ere, kasurik sinpleena eta kualitatiboki interesgarriena aztertuko da. Demagun lagin bateko A atomoa B atomoan desintegratzen dela A -> B prozesuaren bitartez. Aurrera jarraitzeko, \Delta t denbora-tartean desintegra daitekeen nukleo baten inguruan honako suposizio hauek onartuko dira: Oro har, zelulak gai dira kalte hau konpontzeko; kaltea iraunkorra denean edo behar bezala neutralizatzen ez denean, ordea, zelula hil edo tumoral bilakatu daiteke. Erradiazio-maila altua jasateak osasunean eragin akutua izan dezake, hala nola, erredurak azalean eta erradiazio sindrome akutua ("erradiazio-gaitza"). Erradiazio-maila baxua luzaroan jasateak ere baditu ondorioak, berehala nabaritu ez arren, epe luzean ager daitezkeenak: minbizia eta eritasun kardiobaskularrak, besteak beste.

### Arriskuaren neurketa 
Azterketa epidemiologikoetatik abiatuta (Hiroshima eta Nagasakiko biktimak, uranio-meatzaritzan eta medikuntzako profesionalenak), minbizia organo jakin batean gertatzeko erradiazio esposizioaren probabilitatea kalkulatu da. Gorputz osoko erradiazio kasu batean jasandako dosi eraginkorra kalkulatzeko, irradiatutako organo bakoitzaren efektua *ponderatu* behar da. Faktore horiek organo bakoitzaren masaren eta irradiaziorako sentikortasunaren araberakoak dira. 2007an finkatutako neurrien arabera, hauek faktore horiek: 

Gainerako organoak dira: giltzurrun gaineko guruinak, garuna, goiko heste lodia, heste meharra, giltzurrunak, muskuluak, pankrea, barea,  eta umetokia dira. Horietako bakoitza erreferentziazko pertsonari esleitutako masaren arabera ponderatzen da.thumb|Erradiazio arriskutsua dagoela adierazten duen seinalea.

### Erradioaktibitateak eragindako gaixotasunak 
Hauek dira erradiazioak giza gorputzean eragin ditzakeen gaitzetako batzuk:

* **Tiroidean**: iodina erradioaktiboak minbizia eragiten du.
* **Biriketan**: erradioisotopoak arnasteak DNA kaltetzen du.
* **Begietan**: kataratak (begi-lausoa) eragin ditzake.
* **Urdailean**: isotopo erradioaktiboak urdailean gera daitezke eta bertan luzaroan erradiatzen jarraitu.
* **Ugal-organoetan**: erradiazio-dosi handiek mutazioak edo antzutasuna eragin ditzakete.
* **Azalean**: erradiazioak erredurak eta minbizia sor ditzake.
* **Hezur-muinean**: leuzemia eta odoleko bestelako gaitzak ager daitezke. Aipaturiko gomendioek ondorengo hiru oinarriak jarraitzen dituzte:

# **Justifikazioa**: erradiazioa erabiltzen duen jardunak nolabait onuragarria izan behar du gizartearentzat (adibidez, ikerkuntzan edo medikuntzan) eta ondorio negatiboak kontsideratu egin behar dira.
# **Optimizazioa**: erradiazioan esposizioak ahalik eta txikiena izan behar du, faktore ekonomiko zein sozialak kontuan hartuta.
# **Dosia mugatzea**: pertsona batek jasandako erradiazio-dosiak ezin du izan indarrean dagoen legeriak adierazten duena baino handiagoa. Energia nuklearra ibilgailuak higiarazteko ere erabil daiteke, urpekari eta itsasontzi nuklearretan adibidez.

Erreaktore nuklearren beharrik gabe energia nuklearra energia elektriko bihurtzeko beste modu batzuk daude. Sorgailu termoelektrikoen bitartez, desintegrazio erradioaktiboak eragindako tenperatura-aldeak erabiliz energia elektrikoa lor daiteke. Teknika hori Eguzkitik urrun dauden satelite artifizialetan eta espazio-zundetan erabili ohi da.

### Medikuntza 
Nukleo ezengokorren desintegrazioetan askatutako partikulak eta energia minbizia tratatzeko erabil daitezke. Zelula tumoralen aurka erradiazio ionizatzaileak bideratuz, zelula tumoralak hil edo beren hazkundea murriztu daiteke. Minbizia tratatzeko teknika horri erradioterapia deritzo.

Bestalde, medikuntza nuklear izeneko medikuntzaren adarrean, isotopo ezegonkorrak erabiltzen dira organoen funtzionamendua aztertzeko. Horretarako, isotopo ezegonkorra molekula bati atxikirik gorputzean sartzen da. Modu horretan, isotopo ezegonkorra gorputzean zehar edo organo jakin batean zehar garraiatu daiteke eta, isotopoaren igorpena aztertuz, gorputzeko organoen funtzionamendua iker daiteke.

### Materialen datazioa 
Lagin organikoetan dauden isotopo ezegonkorren presentzia beren adina jakiteko balia daiteke. Karbono-14 isotopoaren bidezko datazioa horren adibide da.

Izpi kosmikoek eguratseko molekulen aurka jotzean, nitrogenoaren nukleoek neutroi bat xurgatzen dute eta karbono-14 nukleo bihurtzen dira. Desintegratzean, karbono-14 nukleoek beta minus prozesua jasaten dute eta berriro ere nitrogeno bihurtzen dira. Prozesu hori etengabe gertatzen da. Eguratseko karbono-14 isotopoa fotosintesiaren bitartez landareek xurgatzen dute eta, hortik, elikadura prozesuen bitartez, animalien gorputzetan metatzen da. Bizidunak bizirik dauden bitartean, etengabe ordezten dute desintegratutako karbonoa, horrela karbono-14aren eta karbonoaren beste isotopoen arteko proportzioa konstante mantenduz. Izaki bizidun bat hiltzean, karbono-14aren ordezkapena eteten denez, isotopo ezegonkor horren kopurua etengabe murrizten da. Lagin baten karbono-14 isotopoaren kontzentrazioa neurtzen bada, bere denboraren eboluzioa ezaguna denez, laginaren adina zehaztasun handiz zenbatets daiteke. Nolanahi ere, 50.000 urtetik beherako materialak datatzeko balia daiteke soilik, karbono-14aren erdibizitza 5.730 urte ingurukoa baita.

## Erreferentziak 
## Ikus, gainera 
## Kanpo estekak