Curio (unidad)

El curio (símbolo: Ci) es una unidad de medida de la radiactividad no incluida en el Sistema Internacional de Unidades (SI), denominada en honor de los físicos franceses Pierre Curie y Marie Curie, pioneros en el estudio de los fenómenos radiactivos. Definida originalmente en 1910 como la radiactividad de un gramo de radio-226 puro, el curio fue posteriormente normalizado como exactamente 3,7 × 10¹⁰ desintegraciones nucleares por segundo. Aunque el curio ha sido formalmente sustituido por el becquerelio (Bq), unidad del SI adoptada en 1975, sigue empleándose ampliamente, en particular en Estados Unidos, en la medicina nuclear, la protección radiológica y determinadas ramas de la industria y las ciencias ambientales. Un curio equivale a 37 gigabecquerelios (37 GBq), mientras que un becquerelio equivale aproximadamente a 2,703 × 10⁻¹¹ curios.

Antecedentes

El nombre del curio procede del matrimonio formado por Pierre Curie (1859-1906) y Marie Curie (1867-1934), cuyas investigaciones sobre los rayos del uranio —observados por primera vez por Henri Becquerel en 1896— condujeron al descubrimiento de los elementos radiactivos polonio y radio en 1898. Marie Curie acuñó el término «radiactividad» para describir la emisión espontánea de radiación por parte de ciertos elementos pesados, y el meticuloso trabajo de los Curie al aislar el radio a partir de la pechblenda estableció los fundamentos cuantitativos de la nueva ciencia. Sus logros, junto con el descubrimiento inicial de Becquerel, fueron reconocidos con el Premio Nobel de Física en 1903; Marie Curie recibió más tarde un segundo Premio Nobel, en esta ocasión de Química, en 1911, por el descubrimiento del polonio y el radio y por el aislamiento del radio puro.

Dado que el radio fue la sustancia radiactiva de mayor significación práctica a comienzos del siglo XX —empleada en tratamientos médicos pioneros, pinturas luminiscentes e investigación científica—, pronto surgió la necesidad de disponer de una unidad normalizada para cuantificar la cantidad de material radiactivo y la intensidad de su emanación.

Historia

El curio fue definido formalmente en 1910 en el Congreso Internacional de Radiología y Electricidad celebrado en Bruselas. El congreso, por sugerencia de prominentes científicos de la época, decidió que la unidad de radiactividad llevara el nombre de Pierre Curie, fallecido en 1906. La definición original designaba como un curio la cantidad de radón (emanación del radio) en equilibrio radiactivo con un gramo de radio.

Esta definición, basada en la cantidad de radón en relación con el radio, resultó incómoda, pues dependía de la precisión con que se conocía la masa atómica del radio y de las condiciones de equilibrio de la desintegración radiactiva. En 1950, una comisión internacional revisó la definición, redefiniendo el curio como exactamente 3,7 × 10¹⁰ desintegraciones por segundo, con independencia de la sustancia de que se tratara. Este valor se eligió porque se aproximaba estrechamente a la actividad medida de un gramo de radio-226 y, al mismo tiempo, constituía una cifra exacta y redonda aplicable a cualquier radionúclido.

La unidad perduró en el uso internacional durante varias décadas, pero, a medida que el Sistema Internacional de Unidades (SI) se desarrollaba y formalizaba a mediados del siglo XX, creció la conveniencia de contar con una unidad coherente basada en la magnitud fundamental de sucesos por segundo. En 1975, la Conferencia General de Pesas y Medidas adoptó el becquerelio, definido como una desintegración nuclear por segundo, en honor de Henri Becquerel. El curio se mantuvo como unidad no perteneciente al SI aceptada para uso temporal, y continúa apareciendo en contextos legales, médicos y comerciales, especialmente en Estados Unidos.

Definición y conversiones

El curio se define como exactamente 3,7 × 10¹⁰ desintegraciones radiactivas por segundo:

• 1 Ci = 3,7 × 10¹⁰ desintegraciones por segundo = 37 000 000 000 Bq = 37 GBq
• 1 Bq ≈ 2,703 × 10⁻¹¹ Ci

Para muchos propósitos prácticos, particularmente en aplicaciones antiguas, un gramo de radio-226 sigue considerándose aproximadamente un curio; más precisamente, debido al valor aceptado de la vida media del radio-226, un gramo de radio corresponde a unos 0,988 curios según la definición moderna.

Dado que las actividades que se encuentran en la práctica abarcan muchos órdenes de magnitud, el curio se emplea habitualmente con los prefijos métricos estándar:

• 1 kilocurio (kCi) = 10³ Ci
• 1 megacurio (MCi) = 10⁶ Ci
• 1 milicurio (mCi) = 10⁻³ Ci = 37 MBq
• 1 microcurio (µCi) = 10⁻⁶ Ci = 37 kBq
• 1 nanocurio (nCi) = 10⁻⁹ Ci
• 1 picocurio (pCi) = 10⁻¹² Ci = 0,037 Bq

El picocurio aparece con frecuencia en la vigilancia ambiental, en particular en la medición de las concentraciones de radón en edificios, que suele expresarse en picocurios por litro de aire.

Aplicaciones y usos

En medicina nuclear, el curio y sus submúltiplos siguen siendo la norma en muchos países para expresar la actividad de los radiofármacos administrados a los pacientes. Los procedimientos diagnósticos suelen implicar dosis medidas en milicurios o microcurios, mientras que las aplicaciones terapéuticas, como el tratamiento con yodo radiactivo de los trastornos tiroideos, pueden implicar decenas o cientos de milicurios.

En la industria de la energía nuclear y del ciclo del combustible, el curio se utiliza para cuantificar la radiactividad de los materiales de los reactores, el combustible gastado, los residuos radiactivos y las liberaciones al medio ambiente. Los inventarios de gran escala, como el contenido de productos de fisión del núcleo de un reactor, suelen expresarse en megacurios. En protección radiológica, los niveles de contaminación y los límites de vertido de efluentes se han especificado históricamente en curios o microcurios por unidad de volumen o de masa.

En las ciencias ambientales, el picocurio es una unidad habitual para informar de los niveles de radón y de la actividad de los materiales radiactivos de origen natural en el agua y el suelo. Las normas reglamentarias de algunas jurisdicciones continúan estableciendo límites en unidades basadas en el curio.

Distinción respecto de otras magnitudes relacionadas

El curio mide la actividad —la velocidad a la que se producen las desintegraciones radiactivas— y no debe confundirse con las magnitudes que describen los efectos de la radiación. La dosis absorbida se mide en rad o en su equivalente del SI, el gris; la dosis equivalente, que tiene en cuenta la distinta eficacia biológica de los tipos de radiación, se mide en rem o en su equivalente del SI, el sievert; y la exposición a rayos X o rayos gamma se mide en röntgen. Actividad, dosis y exposición son magnitudes físicas distintas, y la conversión entre ellas requiere conocer el radionúclido implicado, las energías de su desintegración y la geometría de la irradiación.

Importancia y legado

El curio ocupa un lugar distinguido en la historia de la ciencia como una de las primeras unidades normalizadas de la física nuclear y como homenaje a los fundadores de la radioquímica. Su longevidad refleja tanto la utilidad práctica de una unidad cuya magnitud se adapta bien a las actividades de las fuentes radiactivas corrientes como la perdurable influencia del legado de la familia Curie. Irène Joliot-Curie, hija de Marie Curie, junto con su esposo Frédéric Joliot-Curie, prolongó este legado al descubrir la radiactividad artificial en 1934, por lo que recibieron el Premio Nobel de Química en 1935.

Aunque los organismos internacionales han recomendado durante mucho tiempo el becquerelio como unidad preferente, el curio sobrevive en el uso consuetudinario, en la literatura histórica y en los marcos reglamentarios. Comprender el curio y su relación con las unidades del SI sigue siendo esencial para interpretar documentos científicos antiguos, prescripciones médicas y datos ambientales, así como para facilitar la comunicación entre las comunidades que siguen empleando ambos sistemas de medición.

Véase también

• Becquerelio (unidad)
• Radio y radón
• Radiactividad y desintegración radiactiva
• Marie Curie y Pierre Curie
• Rad (unidad), rem (unidad) y röntgen (unidad)
• Sistema Internacional de Unidades y unidades no SI de medición de la radiación