Quince metales radiactivos, cuatro naturales y once fabricados artificialmente
Del actinio al lawrencio. Todos son radiactivos. Solo el torio y el uranio existen en cantidades aprovechables en la naturaleza; el resto son productos de desintegración efímeros o completamente sintéticos. Entre todos impulsan naves espaciales, permiten datar rocas, tratar el cáncer y dividieron el siglo XX en dos.
Resaltado en la tabla periódica
Cada miembro
Qué los define
Más allá del bismuto, ningún núcleo es verdaderamente estable. Las vidas medias van desde los 14.000 millones de años del torio-232 —más antiguo que la Tierra y aún presente— hasta fracciones de segundo para los elementos más pesados.
Los primeros actínidos no ocultan sus electrones 5f como los lantánidos ocultan los suyos 4f, por lo que esos electrones participan en los enlaces. El uranio, por sí solo, presenta estados de oxidación de +3 a +6. Más allá del americio, los electrones 5f se localizan y el comportamiento se vuelve similar al de los lantánidos, estableciéndose en +3.
El uranio-235 y el plutonio-239 mantienen reacciones en cadena. El uranio-238 y el torio-232 no lo hacen, pero capturan neutrones para convertirse en nucleidos que sí. Esa distinción constituye toda la ingeniería nuclear.
Tendencias periódicas
El radio iónico se contrae a lo largo de la serie, como ocurre con los lantánidos. La estabilidad se desploma con el número atómico: todo lo que está después del fermio (100) solo existe en experimentos con aceleradores, donde se producen y detectan unos pocos átomos cada vez.
En el mundo
Combustible para reactores y armas. El uranio natural es 99,3 % U-238; solo el 0,7 % que es U-235 puede mantener una reacción en cadena, que es para lo que sirve el enriquecimiento.
Armas y, como Pu-238, los generadores termoeléctricos de radioisótopos que todavía alimentan la Voyager 1, a más de 24 mil millones de km de la Tierra.
Tres veces más abundante que el uranio y un posible combustible para reactores mucho más difícil de convertir en un arma. Las camisas de gas iluminaron las calles con él durante un siglo.
La fuente de ionización de millones de detectores de humo domésticos: unos 0,3 microgramos en cada uno.
Una fuente de neutrones suficientemente potente para la prospección de pozos petrolíferos y el tratamiento del cáncer: un microgramo emite 2.3 millones de neutrones por segundo.
El Ac-225 se utiliza en terapia alfa dirigida contra cánceres que, de otro modo, serían intratables; las fuentes de curio hicieron funcionar los espectrómetros de rayos X de los rovers de Marte.
Manejo
La familia más peligrosa de la tabla. Todos son radiotóxicos; varios también son metales pesados químicamente tóxicos. Los emisores alfa como el plutonio y el polonio son relativamente inocuos fuera del cuerpo y extremadamente peligrosos dentro de él, ya que las partículas alfa depositan toda su energía en una distancia muy corta. Todo actínido más allá del torio y el uranio naturales presentes en trazas requiere licencias, blindaje y confinamiento.
Conviene saber
Preguntas frecuentes
Emparejamiento nuclear. El U-235 tiene un número impar de neutrones, por lo que añadir uno libera suficiente energía de enlace para superar inmediatamente la barrera de fisión del núcleo, incluso a partir de un neutrón lento. El U-238 tiene un número par; añadir un neutrón libera menos energía, y solo un neutrón rápido que aporte su propia energía cinética puede provocar su fisión. Por eso los reactores moderan sus neutrones y por eso es necesario el enriquecimiento.
Un nucleido fisible puede mantener por sí mismo una reacción en cadena: U-235, Pu-239, U-233. Uno fértil no puede hacerlo, pero captura un neutrón y se transmuta en algo que sí puede: U-238 se convierte en Pu-239 y Th-232 en U-233. Los reactores reproductores existen para realizar deliberadamente esa conversión.
El uranio empobrecido y el torio son emisores alfa débiles, y el metal intacto queda detenido por la piel; durante un siglo, la gente manipuló camisas de gas de torio. El peligro es la inhalación o ingestión, porque las partículas alfa depositan toda su energía dentro del tejido vivo. Todo lo que está después del americio es peligroso en cualquier circunstancia y existe únicamente dentro de instalaciones blindadas.
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