Fides et Ratio :: La datación radiométrica

Existe un tema que ha generado un profundo debate en relación a comprender cual es la real antigüedad de piezas históricas y prehistórica: la datación radiométrica. Esta técnica se basa en conocimientos físicos de Nucleónica y requiere ciertos conceptos (¿y preconceptos?) para su aplicación adecuada.

Intentaremos en este ensayo de dos partes describir los lineamientos básicos de su fundamento y como la información surgida puede incluso ser manipulada de forma sorprendente.

Para comenzar, es importante que recordemos la estructura del átomo, formado por una nube de electrones con carga negativa y un núcleo, conformado a su vez por 2 tipos de partículas:

- los protones, con carga eléctrica positiva, quienes determinan el "tipo" de átomo, llamado técnicamente elemento

- los neutrones, sin carga eléctrica, que contribuyen a la masa total del átomo.

Así, por ejemplo, la gran mayoría de los átomos de carbono presentes en la naturaleza tienen en su núcleo un total de 6 protones y de 6 neutrones. Como hemos relatado con anterioridad, el número de protones (también llamado número atómico) es el que determina de que clase de elemento se trata. Siguiendo con nuestro caso, aclaramos que todos los átomos de carbono del universo tienen 6 protones en su núcleo, sin que importe el número de neutrones.

Cualquier circunstancia que modifique dicho número hará que el átomo deje de ser carbono para convertirse en otro elemento. Esto, que impresiona un fantasioso sueño de alquimistas, ocurre segundo a segundo en el Sol, en nuestra atmósfera y en los equipos de radioterapia de las instituciones de salud, por citar sólo algunas condiciones.

La suma del número de protones y de neutrones del núcleo de un átomo se llama número másico (antes conocido como peso atómico). Así, si resumimos nuestro ejemplo anterior tendremos:

Sin embargo, un pequeño porcentaje de átomos de carbono presentes en la Creación se caracterizan por poseer en su núcleo un número mayor de neutrones que la inmensa mayoría de sus congéneres. Ocurre entonces la siguiente situación:

Se sabe que aproximadamente el 99.6% de todos los átomos de carbono existen bajo la forma de C12. Esto sucede porque dicha configuración nuclear es estable, esto es, se preserva a lo largo de los siglos. Sin embargo, el C14 tiene la particularidad de ser un núcleo inestable. Esto significa que cada cierto tiempo más o menos conocido, existe la posibilidad de que algunos de sus neutrones, por una reacción física que libera energía, pierdan parte de su masa en forma de un electrón y se convierta en protones.

6 protones + 8 neutrones ------------------> 7 protones + 7 neutrones + liberación de energía (radiación)

Como comprenderemos, el átomo resultante ha dejado de ser carbono, ya que ahora tiene un número diferente de protones en su núcleo (de hecho, ha pasado a ser nitrógeno).

El lapso necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos de una muestra inicial de una sustancia se llama periodo de semidesintegración o semivida. Se toma como referencia la mitad de ellos debido a que en realidad la desintegración es aleatoria. Para nuestro ejemplo del carbono 14, se ha calculado que ese lapso es de 5730 años. En términos prácticos, si tenemos 100 átomos de carbono 14 en una muestra, pasados 5730 años quedarán allí 50 átomos; transcurridos 11460 años tendremos 25 átomos; ocurridas 3 semividas (17190 años), permanecerán 12.5 átomos, y continuará la progresión.

Utilizando la fórmula así deducida, tendremos finalmente:

Donde:

At es la actividad actual de la muestra

Ao es la actividad INICIAL de átomos

t es el tiempo transcurrido

lambda es la constante de desintegración

Conocidos estos lineamientos, es comprensible que, merced a esa fórmula, pueda deducirse el tiempo de existencia de una muestra en función de su actividad actual, de conocer la semivida de la sustancia que medimos... y la actividad inicial de la muestra.

En la segunda mitad, veremos ejemplos prácticos y como la manipulación de estos hechos puede llevarnos a conclusiones absoluta y sorprendentemente... falsas.

Sección Astronomía y Física:

comprender la datación radiométrica (primera parte)