Aplicaciones de la tecnología nuclear
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Aplicaciones de la tecnología nuclear

La tecnología nuclear tiene múltiples aplicaciones que son fundamentales en nuestra vida cotidiana. Si bien las más conocidas son la medicina y la producción de electricidad en las centrales nucleares, existen otras muchas en campos tan diversos como la agricultura, la industria o el arte.

Aplicaciones que tienen una gran presencia en nuestro día a día y que en el futuro tendrán aún más relevancia gracias a la investigación que aumenta sus posibilidades de aplicación y justifica su utilización.

Te mostramos en esta infografía las 10 aplicaciones de la tecnología nuclear más destacadas y explicamos algunas de ellas:

Aplicaciones de la tecnología nuclear

Las técnicas en medicina nuclear son quizá, junto con la producción de energía eléctrica, las más conocidas. En el mundo occidental desarrollado, las técnicas de diagnóstico y tratamiento se han vuelto tan habituales, fiables y precisas que aproximadamente uno de cada tres pacientes es sometido a alguna forma de procedimiento radiológico terapéutico o de diagnóstico.

La tecnología nuclear se aplica en ramas de la medicina como la oncología, cardiología, neurología, neumología o la pediatría.

Los profesionales sanitarios utilizan técnicas de diagnóstico como los radiofármacos, la gammagrafía o los radioisótopos y aplican tratamientos de radioterapia que comprenden tanto los rayos X como las radiaciones emanadas de elementos radiactivos o de equipos productores de radiaciones, como es el caso de los aceleradores.

Más allá del diagnóstico y tratamiento de enfermedades, la tecnología nuclear se utiliza para esterilizar los equipos médicos, conocer procesos biológicos mediante trazadores o estudiar los caracteres de las células tumorales entre otros usos.

La medicina nuclear en cifras:

  • Un 80% del diagnóstico médico se basa en pruebas de imagen.
  • El 70% de los pacientes oncológicos reciben radioterapia a lo largo de la evolución de su enfermedad.
  • En España hay 35.500 instalaciones de radiodiagnóstico en las que se realizan 34 millones de exploraciones anuales y con 155 de radioterapia. Además, existen 187 instalaciones de medicina nuclear en las que se llevan a cabo 900.000 exploraciones.
  • En el mundo, 30 millones de personas se benefician de la medicina nuclear para diagnóstico o tratamiento.
  • 60 patologías se pueden diagnosticar y tratar mediante técnicas de medicina nuclear.

Uno de los principales usos de la tecnología nuclear está relacionado con la producción de energía eléctrica. Las centrales nucleares son las encargadas de producir electricidad gracias a un proceso de fisión. De esta forma, los reactores nucleares utilizan gran cantidad de energía calorífica generada en cada reacción de fisión nuclear en cadena para producir electricidad. Conoce más en profundidad cómo funciona una central nuclear así como qué es la energía nuclear.

Las aplicaciones de la tecnología nuclear en el medio ambiente se utilizan para la detección y el análisis de diversos contaminantes. Una de las técnicas más conocidas recibe el nombre de Análisis por Activación Neutrónica y consiste en la irradiación de una muestra de tal forma que, a posteriori, se obtienen los espectros gamma que emite. El procesamiento informatizado de estos datos permite identificar los elementos presentes en la muestra y su concentración.

Además, se han aplicado con éxito técnicas nucleares para resolver diversos problemas de contaminación como los causados por el dióxido de azufre, las descargas gaseosas a nivel del suelo, en derrames de petróleo, en residuos agrícolas, en contaminación de aguas y en la contaminación generada por las ciudades.

La hidrología isotópica es una técnica nuclear que utiliza tanto isótopos estables como radiactivos para seguir los movimientos del agua en el ciclo hidrológico. Los isótopos pueden utilizarse para investigar las fuentes de agua dulce subterráneas y determinar su origen, su forma de recarga, si existe riesgo de intrusión o contaminación por agua salada y si es posible utilizarlas de manera sostenible.

Isótopos naturales como el tritio (3H) y el radiocarbono (C-14) se producen en ínfimas cantidades en la atmósfera, se infiltran en las aguas subterráneas con las precipitaciones y pueden medirse con equipos sensibles especializados. Registrando los niveles de tritio radiactivo en el suelo a diversas profundidades, se puede medir la tasa de recarga, aspecto crítico en la gestión de recursos hídricos.

Por su parte, los climatólogos pueden reunir datos más fiables sobre la evolución climática y determinar la repercusión de sucesos futuros. Los isótopos ofrecen la posibilidad de abarcar periodos prolongados de fenómenos meteorológicos de miles de años de duración.

Otro uso muy interesante es el de las sondas neutrónicas que se utilizan para medir la humedad y son ideales para el máximo aprovechamiento de recursos hídricos limitados. En algunos casos, se ha podido ahorrar hasta un 40% del agua.

En el campo de la agricultura, se aplican técnicas radioisotópicas y radiaciones que permiten mejorar la calidad de los alimentos al inducir mutaciones en plantas y semillas para obtener las variedades deseadas de cultivos, sin necesidad de esperar al largo proceso de mutación natural. La tecnología nuclear resulta también muy útil en el control de plagas, en el aumento de la producción de alimentos y en la reducción de la cantidad de fertilizantes necesarios.

En el campo de la alimentación, la irradiación directa de los alimentos reduce las pérdidas posteriores a la recolección y mejora la calidad de los mismos aumentando su periodo de conservación. Esta técnica consume menos energía que los métodos convencionales y puede reemplazar o reducir radicalmente el uso de aditivos y fumigantes. Al ser un proceso frío, los alimentos tratados conservan la frescura y su estado físico.

La irradiación directa de los alimentos es una técnica aceptada y recomendada por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA).

La utilización de isótopos y radiaciones en la industria moderna es de gran importancia para el desarrollo y mejora de los procesos, para las mediciones y la automatización y para el control de calidad. En la actualidad, casi todas las ramas de la industria los emplean de diversas formas.

Por ejemplo, en equipos industriales costosos se utilizan trazadores para obtener información que permita prolongar su vida operativa. Otra aplicación consiste en obtener radiografías de la estructura interna de determinadas piezas y comprobar su calidad sin dañar o alterar la composición del material en cuestión.

A través de la utilización de sondas nucleares, se puede determinar la física y la química de los suelos, lo que permite conocer si un estrato reúne las condiciones favorables para albergar minerales o combustibles.

Una aplicación muy común es la radiografía con rayos X. Permite conocer en profundidad una obra de arte y determinar la técnica del pintor, los cambios de composición introducidos por el artista, restauraciones anteriores o la autenticidad de la misma entre otros muchos aspectos.

Se trata de una técnica no destructiva que se aplicó por primera vez al estudio de un cuadro en 1895 en la Universidad de Múnich, pero será a partir de 1914, tras los trabajos de Faber, cuando se comienzan a utilizar de forma sistemática.

La tecnología nuclear también se emplea para determinar la antigüedad de las obras de arte. En este caso, se utiliza la técnica del carbono-14, que consiste en determinar la cantidad de este isótopo contenida en un cuerpo orgánico y averiguar así la edad de la muestra.

La cosmología moderna abarca desde el comienzo de la formación de las rocas hasta la época actual. La medida de las edades de las estrellas se basa en sus masas, composiciones químicas y temperaturas y la comparación de su variación en el tiempo, según el tipo particular de estrella. Un problema que hay que tener en cuenta es que todos estos modelos se refieren al Sol.

Mediante el estudio de la radiactividad y las relaciones entre sus radiocomponentes de los meteoritos del sistema solar que llegan a la Tierra se puede confirmar la antigüedad de nuestro universo cercano y deducir un método comparativo de determinación de las edades de los productos que forman los meteoritos.

Una de las principales aplicaciones de las pilas nucleares es la de la navegación espacial. Se trata de alimentar la instrumentación de satélites terrestres y sondas planetarias con generadores algo más potentes, de manera que puedan llegar a planetas próximos y transmitir información a la Tierra.

Los viajes no tripulados a planetas exteriores del sistema solar de la Tierra se han realizado mediante misiones provistas de equipos robóticos alimentados con la electricidad producida por el radioisótopo plutonio-238. Este isótopo tiene un periodo de semidesintegración de 87,74 años y una duración de actividad que, de forma práctica, puede atender las necesidades de las misiones espaciales durante varios siglos.