Radiación

Introducción a la radiación

La radiación, la emisión y transmisión de energía y partículas de la materia a partir de átomos. La radiación electromagnética se compone en su totalidad de la radiación de radiación o de partículas nucleares de energía consiste en (1) la energía y (2) diversas partículas de la materia. La luz visible es un ejemplo de la radiación electromagnética. La radiación producida por el radio y otros elementos radiactivos es un ejemplo de la radiación nuclear.

La radiación se encuentra en todo el universo, aunque en diversas formas, tales como los rayos X, rayos gamma y la radiación de los reactores nucleares. La radiación ocurre cuando la energía se mueve de un lugar a otro. Los átomos y las moléculas irradian para dar el exceso de energía.

La energía de la radiación se llama energía radiante. (Otras formas de energía son química, mecánica y nuclear.) Algunas formas de energía radiante, como el calor producido por la radiación infrarroja, son evidentes para los sentidos. Se necesitan instrumentos especiales para detectar otras formas, como la de las ondas de radio.

Energía irradiada por el sol calienta la Tierra y proporciona la energía que sustenta la vida en la Tierra. Cuando las plantas producen alimentos mediante la fotosíntesis, que convierten la energía luminosa en energía química, que es esencial para casi todo tipo de seres vivos. La misma energía se bloquea en la madera, el carbón y el petróleo, de la que es liberado por la combustión para hacer el trabajo.

Las causas de la radiación

Cuando un protón o cambios de neutrones entre las células dentro del núcleo, libera la radiación gamma. Los átomos liberan radiación de partículas durante decay- radiactivo más emiten radiación gamma, así como sus protones y neutrones se desplazan entre las conchas. Durante las reacciones nucleares, la radiación se emite en forma de protones, neutrones, electrones y cambiar entre conchas- por ejemplo, en la fisión nuclear, cuando un núcleo se divide en dos, las partículas se mueven a las conchas de los nuevos núcleos.

La radiación electromagnética se libera cuando una partícula cargada eléctricamente cambia de dirección, o velocidad, o ambos. Una partícula que entra en un campo eléctrico o magnético, por ejemplo, se ralentiza y cambia de dirección y, por lo tanto, emite radiación. Cuando los electrones pierden velocidad repentinamente, como cuando en una máquina de rayos X que chocan con los átomos metálicos, forma radiografías. Los rayos X de forma cuando los electrones pasan a un gran núcleo también. El núcleo, que tiene una carga positiva, atrae electrones, que tienen una carga negativa. Como los electrones cambian de dirección, que producen los rayos X llamados radiación de frenado, una palabra alemana que significa radiación de frenado.

Dependiendo de la energía electrones tienen, pueden encontrarse a distancias variables desde el núcleo, en regiones llamadas capas de electrones. Los electrones con poca energía se encuentran en capas internas, y los que tienen alta energía se encuentran en capas exteriores. En el núcleo, los protones y los neutrones están dispuestas en capas, llamados conchas nucleares de acuerdo con sus niveles de energía. Todas las partículas en un shellprotons, neutrones y cantidades electronshave casi idénticas de la energía.

Los electrones buscan el estado de energía más bajo. Cuando un electrón pasa de una carcasa exterior a uno más cerca del núcleo, el electrón descargas de energía en forma de un fotón, que se aleja del átomo. La diferencia de energía de la cubierta original del electrón y su nuevo shell es la energía fotones. Si la diferencia es pequeña el átomo emitirá luz visible, radiación infrarroja, o ambos. Si la diferencia es grande, el átomo emitirá radiografías.

Tipos de radiación

Hay dos tipos principales de radiación. Uno de ellos es la radiación electromagnética que consta de energía. El otro tipo se conoce como radiación de partículas o radiación de partículas que consiste en pequeñas partículas de la materia.

Radiación electromagnética

La radiación electromagnética viaja en ondas llamadas ondas electromagnéticas. Estas ondas transportan energía en forma de oscilación (pulsante) campos eléctricos y magnéticos. (En física, un campo es la región a través del cual una fuerza dada es eficaz.) Cada cuerpo cargado eléctricamente está rodeado por un campo eléctrico. Un campo eléctrico es una región donde la fuerza eléctrica bodys puede ser encontrado. De la misma manera, cada cuerpo magnético está rodeado por su campo magnético. Las líneas de fuerza de los campos magnéticos y eléctricos están en ángulo recto entre sí. Los dos campos juntos forman un campo electromagnético.

Las ondas electromagnéticas son ondas transversales, las oscilaciones del campo electromagnético estar en ángulo recto a la dirección de desplazamiento de las olas. Cada oscilación completa del campo electromagnético se denomina un ciclo. El número de ciclos que se producen en un momento dado se llama la frecuencia de la onda electromagnética. La longitud de onda se puede determinar dividiendo la velocidad de la onda por la frecuencia de la onda.

Aunque la radiación electromagnética viaja como una onda a través de ondas, sino que también tiene las propiedades de las partículas. Los átomos liberan la radiación electroimán en forma de fotones. Un fotón es un pequeño paquete de energía, que, como partículas, ocupa una cantidad fija de espacio. Sin embargo, como las olas, los fotones también tienen una frecuencia definida y longitud de onda. La energía de un fotón depende de su frecuencia y longitud de onda. Cuando la radiación tiene una alta frecuencia y una longitud de onda corta, sus fotones tienen alta energía. Si la radiación tiene una frecuencia baja y una longitud de onda larga, sus fotones tienen baja energía. Hay muchas fuentes de radiación electromagnética. Los materiales que se están calentando actúan como fuentes de radiación electromagnética. El sol produce la radiación electromagnética de reacciones nucleares en su núcleo.

A diferencia de otras ondas, ondas electromagnéticas pueden viajar a través del vacío. En el vacío, las ondas se mueven a una velocidad de alrededor de 186.300 millas (299.800 km) por segundo. Al pasar a través de materia, se reduce la velocidad de las olas. Por ejemplo, en el agua de la velocidad de la luz (un tipo de radiación electromagnética) está a sólo unas tres cuartas partes tan grandes como su velocidad en el vacío. Diferentes tipos de radiación difieren en su frecuencia y longitud de onda. El espectro electromagnético se puede ver cuando la luz blanca pasa a través de un prisma y se divide en todos los colores visibles, que van del rojo al violeta. Los colores están formadas por diferentes longitudes de onda de la luz. Ellos constituyen el espectro visible, la parte del espectro electromagnético que se puede ver. El espectro electromagnético se compone de longitudes de onda de todos los tamaños, incluyendo los que son demasiado largo y demasiado corto para ser visto.

Cada tipo de radiación electromagnética ocupa una banda, o rango de longitudes de onda, del espectro electromagnético. No hay profundas divisiones entre las bandas. Las longitudes de onda de cada banda se funden con los de las bandas adyacentes. El intervalo aproximado de longitudes de onda de cada banda, en centímetros (un centímetro es 0,3937 pulgadas), es la siguiente:

Ondas de radio3.000.000 a 0,03
Las ondas infrarrojas.03-,000076
Luz visible.000076-0,00004
Ultraviolet Waves.00004-0,0000004
Rayos X.0000004 a 0,000000001
Rayos gamma.000000001-0,000000000056
La radiación de partículas

La radiación de partículas consiste en protones, neutrones y electrones, que son los componentes básicos de un átomo. Tiene tanto masa y energía. La mayoría de los tipos de partículas de radiación viajes a altas velocidades pero son más lentas que la velocidad de la luz. Sin embargo, hay un tipo de partícula llamada neutrino, que viaja casi a la velocidad de la luz. También es indeterminado Su masa. Según los científicos, protones, neutrones y electrones también se comportan como ondas. Estas ondas se llaman ondas de materia. Al igual que la radiación electroimán, radiación de partículas también tiene características tanto de partículas y ondas. Hay cuatro tipos de partículas de radiación-i) partículas alfa, ii) partículas beta, iii) los protones, neutrones y IV).

Las partículas alfa constará de dos protones y dos neutrones y tienen carga eléctrica positiva. Estas partículas son idénticas a los núcleos de los átomos de helio. La masa de una partícula alfa es de aproximadamente 7300 veces tan grande como la masa de un electrón. Algunos átomos radiactivos emiten partículas alfa.

Las partículas beta son electrones, que se producen cuando un núcleo radiactivo crea y libera un electrón. En el proceso, un neutrón en el núcleo cambia en un protón y un beta se libera. La mayoría de las partículas beta están cargadas negativamente. Sin embargo, algunas partículas beta tienen carga positiva. Estos son llamados positrones. Los positrones son una forma de antimateria, la materia que se asemeja a la materia ordinaria, excepto que su carga eléctrica se invierte. Los positrones se producen cuando un átomo cambia un protón en un neutrón. Cuando un positrón choca con un electrón de carga negativa, ambos destruyen entre sí. Como resultado, se producen dos o tres fotones de rayos gamma. Este tipo de colisión se conoce como par aniquilación.

Los neutrinos y antineutrinos, otras dos partículas, acompañan a la radiación beta. Un neutrino es una partícula sin carga y una masa indeterminada, que se libera cuando un núcleo produce un positrón. Cuando un núcleo produce una partícula beta cargado negativamente, sino que también libera un antineutrino, que es la forma antimateria de un neutrino.

Los protones y los neutrones también pueden ser dados de alta de algunos núcleos radiactivos. Cada uno tiene una masa aproximadamente 1.850 veces mayor que la masa de un electrón. La masa de un neutrón es ligeramente mayor que la masa de un protón. La radiación de neutrones es más común que la radiación de protones, que rara vez ocurre de forma natural en la Tierra.

Fuentes de Radiación

Hay dos tipos de fuentes de radiationnatural y artificial.

Las fuentes naturales de radiación

Las fuentes naturales de radiación son el sol y otras estrellas y los elementos radiactivos naturales. El sol y otras estrellas liberan tanto la radiación electromagnética y de partículas.

La radiación de las estrellas resulta de la fusión de núcleos de hidrógeno en las estrellas. El hidrógeno se transforma en helio y emite una gran cantidad de energía. Esto produce la radiación electromagnética a través de todo el espectro. Además de la luz visible, una estrella libera de todo, desde las ondas de radio a la radiación gamma de alta energía.

Estrellas también producen partículas alfa y beta, protones, neutrones y otras formas de radiación de partículas. Liberan partículas de alta energía llamados rayos cósmicos. Llamarada solar es un fenómeno en el que el sol lanza rayos cósmicos lo suficientemente fuertes como para interrumpir las comunicaciones en la Tierra.

Las fuentes de radiación de partículas son naturalmente sustancias radiactivas, como radio, uranio, y muchos otros elementos pesados ​​que se encuentran en las rocas y el suelo. Sin embargo, los científicos son capaces de crear formas radiactivas de cualquier elemento en un laboratorio.

La mayor parte de forma natural sustancias radiactivas pertenecen a una de las tres secuencias de cambio, que se llaman seriesi desintegración radiactiva) de las series de uranio, ii) la serie del torio, y iii) la serie del actinio. Isótopos pesados ​​que son formas de un mismo elemento, pero que tienen diferente número de neutrones decaen en varios isótopos más ligeros en cada una de estas series por desprendimiento de la radiación hasta que se estabilizan.

La serie de uranio comienza con uranio 238. Es el isótopo más pesado de uranio. Cuenta con 92 protones y 146 neutrones. Después de perder una partícula alfa, el núcleo tiene 90 protones y 144 neutrones. Ya no queda uranio, pero se convierte en un isótopo radiactivo del torio. Este proceso de cambiar de uno a otro elemento se llama transmutación. El torio se descompone en varios pasos para el radio 226. La radio 226 decae nuevamente en radón. El radón es un gas radiactivo de origen natural. Radón podría resultar peligroso si se acumula en ciertos edificios, especialmente donde la ventilación es pobre. La serie continúa hasta que el isótopo se convierte en una forma estable de plomo.

La serie comienza con torio torio 232, un isótopo del torio. También termina con plomo.

La serie actinio comienza con uranio 235, que es otro isótopo de uranio. También se le llama U-235. Al igual que las otras dos series, la serie actinio continúa hasta que el isótopo se convierte en una forma estable de plomo.

Hay otro grupo de sustancias naturalmente radiactivos, que incluye una amplia variedad de materiales que no pertenecen a una serie radiactivo. Muchos de estos elementos, tales como el carbono 14, potasio 40 y el samario 146, se producen cuando la radiación cósmica golpea la atmósfera de la Tierra.

Fuentes artificiales de radiación

Sustancias radiactivas artificiales se forman por las actividades humanas, como la fisión que tiene lugar en las armas nucleares y reactores nucleares, o en laboratorios. Cuando se rompe la fisión de un núcleo, libera varios tipos de radiación, incluidos los neutrones, radiación gamma y partículas beta. El proceso también crea nuevos átomos radiactivos llamados productos de fisión. En los años 1950 y 1960, las pruebas de la bomba atómica produjo un nuevo producto llamado fisión de cesio 137, que era un isótopo radiactivo de cesio. Las centrales nucleares también crean nuevos elementos radiactivos. Estos elementos son conocidos como productos de activación. Las tuberías y otros materiales en un reactor nuclear absorben neutrones y otros tipos de radiación y se vuelven radiactivos. Estos se denominan productos de activación. Combustible utilizado en las centrales nucleares también contiene productos de fisión como el plutonio 239, estroncio 90, y bario 140. Este combustible utilizado, llamado los residuos nucleares, sigue siendo radiactivo y potencialmente perjudicial para muchos años.

A veces, los físicos utilizan dispositivos de gran alcance para acelerar el movimiento de las partículas cargadas eléctricamente que incluyen la totalidad de los núcleos. Entonces los físicos disparan átomos estables no radioactivos con haces de estas partículas de alta velocidad. Esto da lugar a colisiones producen nuevos átomos radiactivos.

Usos de la radiación

Todos los tipos de sistemas de comunicación modernos utilizan diferentes formas de radiación electroimán. Las variaciones en la intensidad de la radiación representan cambios en el sonido, imágenes, u otros elementos en la información que se transmite.

En medicamentos, radiación y sustancias radiactivas se utilizan en el diagnóstico, tratamiento y también la investigación. Los médicos utilizan los rayos X para localizar huesos rotos y el cáncer en un cuerpo. A veces, para detectar ciertas enfermedades, los médicos inyectan una sustancia radiactiva en el cuerpo y controlar la radiación emitida como la sustancia se mueve a través del cuerpo.

Los investigadores utilizan átomos radiactivos para determinar la edad de los materiales que alguna vez fueron parte de un organismo vivo. Miden la cantidad de carbono radiactivo los materiales contienen para identificar la edad de los materiales. Este proceso se llama datación por radiocarbono.

Los científicos también utilizan la radiación para determinar la composición de los materiales. El proceso se conoce como análisis de activación de neutrones. Aquí los científicos toman una muestra de una sustancia. Luego bombardean la muestra con neutrones. Algunos de los átomos en la muestra absorben neutrones y gire radiactivo. Esto ayuda a los científicos a identificar los elementos de la muestra mediante el estudio de la radiación emitida.

Los científicos ambientales utilizan átomos radiactivos para identificar las rutas de diferentes contaminantes llevan a través del medio ambiente. Estos átomos se conocen como átomos de trazadores.

Las ondas de radio llegan a utilizar en las operaciones militares. Los sistemas de radar utilizan ondas de radio para localizar aviones y barcos. Microondas y la luz de los láseres se utilizan para la comunicación y también para guiar misiles para sus objetivos. Durante la detección noche dispositivos de detección de calor dependen de la radiación infrarroja que se emite por los cuerpos vivos.

La radiación se utiliza en las plantas de procesamiento de alimentos para matar bacterias en ciertos alimentos. También se utiliza en la creación de plásticos. En la industria, la radiación se utiliza para identificar defectos en los materiales manufacturados. Este proceso se denomina radiografía industrial.

Comunicados de fisión nuclear radiación infrarroja, que se utiliza para convertir el agua en vapor. Este vapor, a su vez, se ejecuta una turbina que produce energía eléctrica.

La fusión nuclear, que se produce cuando los núcleos de los dos elementos más ligeros se unen para formar el núcleo de un ser más pesado, libera grandes cantidades de radiación. Fusión crea la fuerza explosiva de la bomba de hidrógeno. Los científicos están tratando de utilizar la fusión para producir energía eléctrica.


Efectos de la Radiación

La radiación afecta a los átomos y las moléculas y tejidos vivos también. Tiene dos efectos principales sobre los átomos y moleculesexcitation y de ionización. La excitación es un proceso en el que la radiación energiza un átomo o molécula de modo que sus electrones se mueven a conchas de mayor energía. Por lo general, el átomo excitado conserva esta energía para sólo una fracción de un segundo, lo libera en forma de un fotón, y vuelve a su nivel inicial de energía. La ionización es un proceso en el cual la radiación energiza un átomo o molécula de modo que sus electrones abandonan el átomo y se mueven a través del espacio. Los átomos que pierden electrones se convierten en ionsparticles positivos que tienen una carga positiva. Los electrones pueden entonces unirse a otros átomos.

La radiación puede ser ionizante o no ionizante. La radiación ionizante es la radiación en dos typesthe tipo que es lo suficientemente potente como para quitar electrones directamente de átomos en y alrededor de su camino, y el tipo que tiene que primera transferencia de energía a un átomo. El primer tipo incluye partículas alfa y beta y protones, y es más peligroso que el segundo tipo, que incluye rayos X, radiación gamma y radiación de neutrones. La radiación no ionizante tiene fotones demasiado débiles para ionizar partículas. Incluye las ondas de radio, microondas, radiación infrarroja y luz visible. Cada una de estas causas de excitación solamente.

Excitación y ionización también afectan a los tejidos vivos. Los electrones se unen muchas de las moléculas en las células del cuerpo. Cuando estas moléculas se excitan o ionizado por la radiación, los enlaces químicos pueden rompen y las moléculas pueden cambiar de forma, los procesos químicos intracelular perturbadores y en consecuencia las células que destruyen o distorsionan. La mutación, que es un cambio permanente en las características físicas, se puede producir si la radiación afecta a las moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN), el material transmisible en las células vivas. Si la radiación provoca la mutación, características desagradables pueden ser transmitidos a la progenie en casos raros. La excitación causada por los fotones de baja energía, especialmente la luz ultravioleta del sol, puede causar daños. Si el daño es crítica, la célula se desarrolla el cáncer o muere al tratar de dividir. El grado de daño depende de la capacidad de la radiación ionizante, la dosis y el tipo de tejido. Los defectos de nacimiento, cáncer y muerte son los principales efectos de la radiación.

La cantidad de radiación tomada en por una sustancia se conoce como la dosis de radiación. Hay dos sistemas que se utilizan para medir la dosis. El antiguo sistema utiliza una unidad llamada rad (radiación absorbida dosis). Uno rad se produce cuando 1 gramo de material absorbe 100 ergios. (Un erg es una muy pequeña unidad de energía). El sistema más reciente, introducida en 1975, utiliza una unidad llamada gris. Lleva el nombre de Louis H. Gray, un biólogo de la radiación británico. Uno gris es igual a 100 rads, o 1 julio por kilogramo de material. Un julio es una unidad de energía equivalente a 10 millones de ergios.

El efecto de una dosis de radiación depende de su tipo. Esto se mide por el factor de calidad, que indica la cantidad de los daños de radiación tejidos vivos en comparación con una dosis igual de rayos x. El factor de calidad de las partículas alfa es de 10 significa que una dosis de partículas alfa daña el tejido que viven alrededor de 10 veces más que las radiografías. El factor de calidad de rayos X, radiación gamma, partículas beta y es 1, y el de neutrones varía entre 2 y 11.

El daño causado se calcula multiplicando la dosis de radiación por su calidad factor de la medida se llama dosis equivalente. Si la unidad de la dosis es un rad, la unidad de la dosis equivalente es rem (equivalente roentgen en el hombre). Es la cantidad de radiación necesaria para provocar el mismo efecto en un ser humano como 1 rad de rayos x. Si la dosis se informó en grises, la unidad de la dosis equivalente es sievert. Grises y sievert son medidas métricas.

La enfermedad por radiación se puede producir a partir de grandes dosis de radiación. Las dosis superiores a 100 de daño REMS glóbulos rojos y blancos (el efecto hematopoyético). Las dosis superiores a 300 rems pueden causar la muerte en varias semanas. Al ser sometido a dosis por encima de 1.000 rems, las células que recubren el tracto digestivo mueren, las bacterias de los intestinos invaden el torrente sanguíneo (el efecto gastrointestinal), y la infección causa la muerte en una semana. A dosis de varios miles de rems, el cerebro está lesionado, y la muerte puede ocurrir en cuestión de horas. Las muertes por la enfermedad por radiación ocurren muy rara vez. La gente ha sufrido grandes dosis en los accidentes de reactores, en unos pocos casos en que se manejó mal material radiactivo, y en el 1945 los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki, durante la Segunda Guerra Mundial. El peor accidente del reactor de la historia fue una explosión de 1986 y el fuego en la planta nuclear de Chernobyl en Ucrania, en el que murieron 31 trabajadores.

La dosis de radiación recibida en la vida diaria es mucho más pequeña, ya veces se llama dosis de fondo. Las fuentes son el radón, un gas liberado por las rocas radiactivas y suelo-médicas y dentales x-rays- plantas- nuclear de eliminación de residuos sitios-e isótopos radiactivos en el humo del tabaco. La exposición repetida a pequeñas dosis de radiación incrementa el riesgo de cáncer y defectos congénitos.

Los expertos de muchos países formaron la Comisión Internacional de Protección Radiológica para establecer protocolos de exposición y para proteger a las personas de los efectos de la radiación. La comisión se ha fijado el máximo anual de dosis admisible (MPD) para los trabajadores nucleares en 5 rem por año, y que para el público en el 0,5 rem por año. Otros organismos, como el Consejo Nacional de Protección y Medidas Radiológicas en los Estados Unidos y el Consejo Regulador de la Energía Atómica en Canadá, establecen directrices similares.

Estudio de Radiación

La radiación se ha estudiado desde la antigüedad. En el 4tos siglos tercero y BC, Epicuro, filósofo griego, escribió de partículas "de streaming off" de la superficie de los objetos. Euclides, matemático griego, pensó casi al mismo tiempo que un objeto puede ser visto porque el ojo envía radiación.

Robert Grosseteste, obispo Inglés y erudito del siglo 13, considera la luz como la raíz de todo el conocimiento. Pensó que la comprensión de las leyes que rigen la luz sería desentrañar las leyes de la naturaleza.

En el siglo 17, Sir Isaac Newton, el científico Inglés, luz considerado estar compuestas de partículas diminutas y Christiaan Huygens, el físico holandés, pensaron que la luz estaba formada por ondas. Sus seguidores y científicos argumentaron cada vista por más de un siglo hasta que Thomas Young, un físico británico, mostró a principios del siglo 19 que la luz tenía propiedades similares a las del sonido y el agua olas. Augustin Fresnel, un físico francés, proporcionó más evidencia de Youngs ver un par de años más tarde. En 1850, la mayoría de los científicos habían aceptado que la luz consistía en ondas.

En 1864, James Clerk Maxwell, un científico británico, sugirió que la luz consistía en ondas electromagnéticas, y predijo el descubrimiento de otras formas invisibles de la radiación electromagnética. Heinrich R. Hertz y Wilhelm C. Roentgen, dos físicos alemanes, probaron las predicciones de Maxwell correcta. Hertz descubrió las ondas de radio a finales de 1880, y Roentgen descubrió los rayos X en 1895.

El descubrimiento de la radiactividad fue un hito en el estudio de la radiación. En 1896, Henri Becquerel, físico francés, descubrió que los cristales de un compuesto de uranio oscurecen placas fotográficas, incluso cuando no estaban expuestos a la luz, y conjeturó que el uranio emitía energía en forma de radiación. Los experimentos llevados a cabo posteriormente por Ernest Rutherford, un físico nacido en Nueva Zelanda, mostraron que esta radiación se compone de dos tipos de partículas, que él nombró alfa y beta.

En 1898, Marie y Pierre Curie, tanto físicos franceses, encontró otro material que produce la radiación, y lo llamó el polonio. También ese año, junto con Gustave Bemont, un químico francés, descubrieron otro material que emitía radiación, y lo llamó el radio. Rutherford mostró unos años después de que el proceso de transmutación podría convertir sustancias radiactivas en nuevos elementos.

El trabajo de Rutherford y los Curie llevó a un gran interés en la estructura del átomo. Rutherford, sus colegas, y otros científicos pronto demostró que el átomo tenía un núcleo de alta masa y carga eléctrica positiva rodeado de electrones cargados negativamente.

La teoría cuántica fue otro hito en el estudio de la radiación. Max Planck, físico alemán, analizó la radiación de los objetos calientes y sugirió en 1900 que los objetos podrían desprender y disfrutar de esta radiación sólo en paquetes de energía. Estos paquetes se denominan photons- inicialmente, fueron llamados cuantos.

Albert Einstein, otro físico alemán, utiliza la teoría de Planck para explicar en 1905 el efecto fotoeléctrico. Este es un proceso en el que el metal emite electrones cuando es golpeado por un haz de luz brillante. Einstein propuso que un electrón podría ser liberado de un átomo en el metal por la energía suministrada por un solo fotón. La forma localizada en el que los fotones actúan para producir el efecto fotoeléctrico se asemeja a la de las partículas en lugar de las olas. Proposición de Einstein llevó a los científicos a considerar de nuevo la teoría corpuscular de la iluminación ahora saben que la radiación tiene características de ambas partículas y ondas.

Niels Bohr, físico danés, basa su explicación de la estructura del átomo de hidrógeno en 1913 en la teoría cuántica. Bohr teorizado que los electrones sólo pueden tener ciertos valores específicos de energía, y demostró que los átomos liberan fotones de la radiación cuando sus electrones pierden energía. En 1924, Louis de Broglie, físico francés, la hipótesis de que los electrones actúan como ondas, llamadas ondas de materia.

La primera reacción nuclear en cadena artificial comenzó la era nuclear en 1942. Enrico Fermi, físico nacido en Italia, y sus compañeros de trabajo en la Universidad de Chicago producido esa reacción. Muchos científicos han intentado desde entonces para descubrir aplicaciones de la radiactividad y la radiación en lugar de averiguar lo que los causa. Se desarrollaron armas nucleares basados ​​en la fisión (la bomba atómica) y fusión (la bomba de hidrógeno). La primera planta de energía nuclear a gran escala comenzó a funcionar en 1956. La radiación de todo el espectro electromagnético se ha puesto en uso en la industria, la investigación, la comunicación y la medicina.

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