La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc.
Debido a esa capacidad se les suele denominar radiaciones ionizantes
(en contraste con las no ionizantes).
Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras.
En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, que son capaces de transformarse en núcleos de elementos de otros átomos.
La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables".
Es decir que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía.
Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética.
Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X), sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el Uranio que con el transcurrir de los siglos acaba convirtiéndose en plomo.
Es aprovechada para la obtención de energía, usada en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades entre otras).
La radiactividad puede ser:
- Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
- Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.
Cada hora, en nuestros pulmones desaparecen unos 30.000 núcleos de los isótopos radiactivos presentes en el aire que respiramos.
Debido a los alimentos que consumimos, unos 15 millones de núcleos de potasio-40 y unos 7.000 de uranio natural se desintegran en nuestro estómago e intestinos.
El tabaco libera plomo y polonio radiactivos que van a parar a la atmósfera y a nuestros pulmones; quienes fuman un paquete diario reciben tres veces más radiación que la debida al gas radón que hay a nuestro alrededor.
Unos días en el mar nos proporcionan un aporte adicional de radiactividad: en un metro cúbico de agua marina se desintegran 10.000 átomos por segundo.
Al cambiar playa por montaña la situación no mejora mucho: en los Pirineos o en los Picos de Europa recibimos tres veces más radiación que en nuestra costa favorita.
A todo esto hay que sumar los más de 200 millones de rayos gamma que nos atraviesan cada hora provenientes del suelo y de los materiales de construcción.
Pero además están los cientos de miles de rayos cósmicos secundarios, subproducto de la interacción de las partículas subatómicas emitidas por agujeros negros, las galaxias activas o las explosiones de supernovas con los átomos de la alta atmósfera.
Pero además están los cientos de miles de rayos cósmicos secundarios, subproducto de la interacción de las partículas subatómicas emitidas por agujeros negros, las galaxias activas o las explosiones de supernovas con los átomos de la alta atmósfera.
La radiactividad ha existido en la naturaleza desde siempre, sin que interviniera la mano humana.
Ni siquiera los denostados reactores nucleares son novedosos.
Hace casi 2.000 millones de años, en la cantera de Oklo, en Gabón, se puso en marcha un reactor nuclear espontáneo. Nada tuvo que ver con extraterrestres ni con avanzadas civilizaciones antiguas desaparecidas.
En aquellas tierras la proporción de uranio-235, que es el combustible de las centrales nucleares, alcanzó el 3%, un nivel suficiente para que se iniciara automáticamente una reacción en cadena que se mantuvo durante un millón de años.
A pesar del miedo que se han dedicado a meternos algunos grupos ecologistas durante décadas, invocando los efectos perniciosos de la energía nuclear,
En aquellas tierras la proporción de uranio-235, que es el combustible de las centrales nucleares, alcanzó el 3%, un nivel suficiente para que se iniciara automáticamente una reacción en cadena que se mantuvo durante un millón de años.
A pesar del miedo que se han dedicado a meternos algunos grupos ecologistas durante décadas, invocando los efectos perniciosos de la energía nuclear,
la radiación de origen natural es la responsable del 87% de la dosis total que recibe el ser humano. Las fuentes artificiales, como las relacionadas con la radiomedicina –radiografías, radioterapias, exploraciones con marcadores–, las centrales nucleares, los detectores de humos, los televisores y los viajes aéreos suponen sólo un 13 %.
La mayor parte se debe a los tratamientos y pruebas médicas, sobre todo las radiografías, con un 12%.
Los experimentos y los accidentes nucleares, como el de Chernóbil, sólo contribuyen con el 0,4% del total, y la actividad de las centrales nucleares repercute en un factor 20 veces menor que este.
Sumando todas estas aportaciones antropogénicas, cada español recibe la mitad de la dosis máxima recomendada para la población.
Sumando todas estas aportaciones antropogénicas, cada español recibe la mitad de la dosis máxima recomendada para la población.
De esta cantidad, entre el 10% y el 15% tiene como fuente los alimentos.
Los tubérculos poseen más radio-226 que la parte aérea de los vegetales.Un churrasco de medio kilogramo nos proporciona 45 desintegraciones por segundo, y un kilo de fruta, entre 40 y 90.
Una mala noticia para los amantes del marisco: es el alimento que más radiación aporta, de modo que los aficionados a mejillones, ostras y langostinos pueden recibir un 50% más de la dosis normal debida a la comida.
A las emisiones naturales se suman ciertas actividades humanas que contribuyen a la producción de este gas radiactivo, caso de la quema de gas natural y de carbón, la fabricación de fertilizantes con fosfatos, que poseen altas concentraciones de uranio, y la generación de escorias a partir del tratamiento de hierro en altos hornos.
A las emisiones naturales se suman ciertas actividades humanas que contribuyen a la producción de este gas radiactivo, caso de la quema de gas natural y de carbón, la fabricación de fertilizantes con fosfatos, que poseen altas concentraciones de uranio, y la generación de escorias a partir del tratamiento de hierro en altos hornos.
Una central térmica típica de 1.000 MW consume diariamente unas 10.000 toneladas de carbón –que contiene uranio–, y su emisión diaria de radiación es similar a la producida por dos toneladas de uranio-238.
Las aguas subterráneas también transportan radón, en concentraciones mucho más altas que los ríos y los océanos.
Las aguas subterráneas también transportan radón, en concentraciones mucho más altas que los ríos y los océanos.
La radiactividad de un litro de agua suele ser de 4 desintegraciones por segundo.
Pero si el agua procede de un pozo en un terreno con un elevado contenido en uranio, la actividad es 5.000 veces mayor y en algunos casos puede multiplicarse millones de veces de manera siniestra, como en algunos pozos que abastecen la ciudad de Helsinki; Finlandia es el país europeo que recibe mayor dosis por efecto del radón.
El agua mineral en la localidad de Bad Gastein, Austria, es un millón de veces más radiactiva que la de consumo público, pero hace varias décadas se animaba a sus visitantes a beberla y a permanecer en las cuevas de la zona, donde inhalaban radón.
Las medidas realizadas en los balnearios de nuestro país revelan que la situación no es así de peligrosa, aunque en algunos se han registrado 824 desintegraciones por segundo y por litro de radio-226.
En nuestras casas la verdadera habitación del pánico es el cuarto de baño.
En nuestras casas la verdadera habitación del pánico es el cuarto de baño.
Un estudio realizado mostró que las concentraciones presentes eran tres veces superiores a las de las cocinas y 40 veces más altas que en el cuarto de estar.
Por su parte, científicos canadienses revelaron que el radón presente en el aire del cuarto de baño aumentaba rápidamente tras una ducha templada de 10 minutos.
Una vez finalizada, había que dejar pasar más de hora y media antes de que la radiación regresara a los niveles iniciales.
El nuestro es un mundo radiactivo.
Algunos científicos apuntan que gracias a ello hay diversidad biológica, pues muchas mutaciones tienen su origen en el fondo natural de radiación. Los seres vivos nos hemos acostumbrado a vivir en esta bañera radiactiva que es la Tierra.
Por ejemplo, de cada 10.000 personas que mueren, 5 lo hacen de cáncer por la radiación de su propio cuerpo.
Por ejemplo, de cada 10.000 personas que mueren, 5 lo hacen de cáncer por la radiación de su propio cuerpo.
Es inevitable, como ocurre con el oxígeno, que además de darnos la vida, también nos la quita, pues nos quema por dentro.
Al comer no sólo ingerimos potasio-40 o carbono-14, sino otras sustancias peligrosas que no son radiactivas: en las judías verdes hay factores que disuelven los glóbulos rojos de la sangre; el ácido clorogénico del café provoca mutaciones en el ADN; y la patata contiene solanina, que produce malformaciones.
Eliminar la radiactividad del mundo significaría eliminarnos a nosotros mismos, pues todos somos una pequeña fuente radiactiva andante.
Eliminar la radiactividad del mundo significaría eliminarnos a nosotros mismos, pues todos somos una pequeña fuente radiactiva andante.
Incluso deberíamos dejar de dormir con nuestras parejas: sólo por eso, en un año absorbemos el 1% de la dosis máxima recomendada.
Riesgos y problemas de la radiactividad
Hasta ahora podemos tener una idea de la importancia que implicó e implica para la humanidad poseer control sobre este conocimiento, pero como muchos autores lo han afirmado desde mediados del siglo XX; “la radiactividad ha pasado de ser un regalo divino, a una de las mayores pesadillas para el hombre”.
Esta acotación tiene mucho de cierto, ya que si bien gracias a esto hemos podido datar los fósiles y saber con bastante exactitud la edad de la tierra y de una infinidad de objetos, también hemos podido salvar muchas vidas gracias al empleo del fenómeno en aplicaciones médicas y hemos abastecido de energía nuestras fábricas y muchas casas también debemos decir que el empleo de este conocimiento le ha traído al hombre muchos dolores de cabeza.
Todos estos problemas se deben al empleo descontrolado y sin medir consecuencias.
Para entender mejor esto deberíamos plantar los efectos nocivos que nos acarrea el empleo de la radiactividad:
Cuando la materia absorbe radiación, su energía puede causar ya sea excitación o ionización de ella.
Se produce excitación cuando la radiación absorbida excita los electrones a estados de mayor energía o aumentan el movimiento de las moléculas haciéndolas moverse, vibrar o girar.
Ocurre ionización cuando la radiación elimina un electrón de un átomo o molécula.
En general la radiación que causa ionización, llamada radiación ionizante, es mucho más dañina para los sistemas biológicos que la radiación que no la causa, llamada radiación no ionizante.
Casi todos los tejidos vivos contienen al menos un 70% de agua en masa.
Cuando se irradia en tejido vivo, la mayor parte de la radiación es absorbida por las moléculas de agua.
Por tanto, es común definir la radiación ionizante como radiación capaz de ionizar el agua, un proceso que requiere una energía mínima de 1216 Kj/mol.
Los rayos alfa, beta y gamma (lo mismo que los rayos X y la radiación ultravioleta de más alta energía) poseen una energía que sobrepasa esta cantidad y son por tanto formas de radiación ionizante.
Cuando una radiación ionizante pasa a través de un tejido vivo, se eliminan electrones de las moléculas de agua por lo que
se forman iones H2O+ muy reactivos.
Un ión H2O+ puede reaccionar con otra molécula de agua para formar un ión H3O+ y una molécula neutra OH:
H2O+ + H2O => H3O+ + OH
La inestable y muy reactiva molécula de OH es un ejemplo de radical libre, una sustancia con uno o más electrones no apareados.
La presencia del electrón no apareado se suele destacar escribiendo la especie con un solo punto OH.
En las células y tejidos, estas partículas pueden atacar una multitud de biomoléculas circundantes para producir nuevos radicales libres, los cuales, a su vez, atacan todavía más compuestos.
Así pues, la formación de un solo radical libre puede iniciar un gran número de reacciones químicas que son capaces en último término de perturbar las operaciones normales de las células.
El daño que produce la radiación depende de la actividad y energía de la misma, de la duración de la exposición, del área del cuerpo afectada y de si la fuente está dentro o fuera del cuerpo.
Fuera del cuerpo, los rayos gamma son particularmente dañinos, porque penetran los tejidos humanos con gran eficiencia como lo hacen los rayos X.
En consecuencia, el daño que causan no está limitado a la piel. En cambio, la piel detiene casi todos los rayos alfa, y los rayos beta solo consiguen penetrar aproximadamente 1 cm. más halla de la superficie de la piel.
Por lo tanto, ni uno ni otro son tan peligrosos como los rayos gamma a menos que la fuente de radiación entre de alguna manera en el cuerpo.
Dentro del organismo, los rayos alfa son particularmente peligrosos porque transfieren su energía al tejido circundante e inician daños considerables.
En general, los tejidos que muestran mayor daño a consecuencia de la radiación son los que se reproducen con rapidez, como la médula ósea, los tejidos formados de sangre y los nódulos linfáticos. El efecto principal de una exposición prolongada a dosis bajas de radiación es la inducción del cáncer.
El cáncer es causado por daños al mecanismo regulador del crecimiento, lo que induce a la célula a reproducirse sin control.
La leucemia, que se caracteriza por el crecimiento excesivo de glóbulos blancos de la sangre, es probablemente el principal de cáncer asociado a la radiación.
En vista a los efectos biológicos que nombramos, es importante determinar si algún nivel de radiación no es peligroso para los organismos.
Desafortunadamente, los intentos por fijar normas realistas se han visto obstaculizadas por la falta de comprensión de los efectos de la exposición de larga duración a la radiación.
Los científicos que se ocupan de fijar normas sanitarias han aplicado la hipótesis de que los efectos de la radiación son proporcionales a la exposición incluso en dosis bajas.
Se supone que cualquier cantidad de radiación causa cierto riesgo de lesión y los efectos de las dosis altas se extrapolan a las más bajas.
En cambio, otros científicos que consideran que existe un umbral bajo el cual la radiación representa un riesgo. Hasta que las pruebas científicas permitan definir la cuestión con cierta confianza, es más seguro suponer que incluso los niveles bajos de radiación plantean ciertos riesgos.
Lo que si podemos decir al respecto es que la radiación absorbida por un cuerpo se mide en Grays (Gy), un Gy equivale a 1 J de energía absorbido por kilogramo de materia.
Para una cantidad superior a 40Gy produce un deterioro severo en el sistema vascular humano, que desemboca en un edema (acumulación de flujos) cerebral, en este caso el individuo muere en las próximas 48 Hs aproximadamente.
Cuando el organismo absorbe entre 10 y 40 Gy de radiación, los trastornos vasculares son menos serios, pero se produce la pérdida de fluidos y electrolitos que pasan a los espacios intercelulares y al tracto gastrointestinal.
El individuo muere en los diez días siguientes a consecuencia del desequilibrio osmótico, del deterioro de la médula ósea y de la infección terminal.
Si la cantidad absorbida oscila entre 1,5 y 10 Gy, se destruye la médula ósea provocando infección y hemorragia.
La persona puede morir cuatro o cinco semanas después de la exposición.
Los efectos de estas radiaciones poco intensas, son los que pueden tratarse de forma eficaz.
La mitad de las personas que han recibido una radiación de 3 a 3,25 Gy y que no hayan recibido tratamiento, pierden la médula ósea
La irradiación de zonas concretas del cuerpo (radiaciones accidentales) produce daños locales en los tejidos.
Se lesionan los vasos sanguíneos de las zonas expuestas alterando las funciones de los órganos.
Cantidades más elevadas, desembocan en necrosis (zonas de tejido muerto) y gangrena.
Las consecuencias menos graves de una radiación ionizante se manifiestan en muchos órganos, en concreto en la médula ósea, riñones, pulmones y el cristalino de los ojos, debido al deterioro de los vasos sanguíneos.
Como consecuencias secundarias aparecen cambios degenerativos y funciones alteradas. No obstante, el efecto retardado más importante comparándolo con personas no irradiadas, es el aumento de la incidencia de casos de cáncer y leucemia.
El aumento estadístico de leucemia y cáncer de tiroides, pulmón y mama, es significativo en poblaciones expuestas a cantidades de radiación relativamente altas (más de 1 Gy).
En animales de experimentación se ha observado una reducción del tiempo de vida, aún no se ha demostrado en seres humanos.
Sería importante tener idea clara sobre las unidades de medida que empleamos para medir la exposición ellas son: el Gray y el Rad.
El Gray (Gy), que es la unidad aceptada por el Sistema Internacional de dosis absorbida, corresponde a la absorción de 1 J de energía por Kilogramo de tejido.
El Rad (Radiation Absorbed Dose; Dosis de Radiación Absorbida) corresponde a la absorción de 1 x 10-2 J de energía por kilogramo de tejido.
Por lo tanto 1Gy =100 Rad.
El Rad es la unidad de uso más frecuente en medicina.
No todas las formas de radiación tienen la misma eficiencia para dañar material biológico. Por ejemplo; un Rad de radiación alfa puede producir más daño que un Rad de radiación beta.
Para hacer la corrección a estas diferencias de dosis de radiación, se multiplica por un valor que mide el daño biológico relativo causado por la radiación.
El factor de multiplicación se conoce como Efectividad Biológica Relativa de radiación y se abrevia como RBE (Relative Biological Effectiviness) La RBE es aproximadamente 1 para la radiaciones gamma y beta y aproximadamente 10 para la radiación alfa.
El valor exacto de la RBE varía con la rapidez de la dosis, la dosis total y el tejido afectado.
El producto de la dosis de radiación en Rads por la RBE de la radiación proporciona la dosis efectiva en unidades de REM (Roentgen Equivalent for Men;
Equivalente en Roentgen para el Hombre).
Nro de Rems = (Nro de Rads)(RBE)
La unidad en el Sistema Internacional de la dosificación efectiva es el Sievert (Sv),
el cual se obtiene multiplicando la RBE por la unidad en el Sistema Internacional
de dosis de radiación, el Gray, por lo tanto 1 Sv = 100 Rem.
Una exposición de 600 Rem es mortal para casi cualquier ser humano.
Para poner este número en perspectiva; una radiografía dental típica significa una exposición de aproximadamente 0.5 mRem.
La exposición medida para una persona en un año, debida a las fuentes naturales
(llamada Radiación de Fondo) es de aproximadamente 360 mRem.
DOSIS (REM) | EFECTO |
0 A 25 | No hay efectos clínicos detectables. |
25 a 50 | Disminución ligera temporal de la cuenta de glóbulos blancos en la sangre. |
100 a 200 | Nauceas, descenso notable de glóbulos blancos en la sangre |
500 | Muerte de la mitad de la población expuesta menos de 30 días luego de la exposición. |
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