Radiaciones  ionizantes

 

 

La radiación es la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas.

Cuanto mayor es la frecuencia de la radiación electromagnética, mayor es su energía. Las ondas o radiaciones electromagnéticas se pueden clasificar, según la frecuencia o la energía que posean, en radiaciones ionizantes (las que tienen suficiente energía como para producir ionizaciones de los átomos del medio o materia que es irradiada, y que corresponden a los rayos x, gamma y a la radiación cósmica) o radiaciones no ionizantes (las que no tienen la suficiente energía como para romper los enlaces atómicos del medio que es irradiado).

Para entender qué es la radiación ionizante hay que recordar los conceptos básicos que definen un átomo.

El átomo tiene una estructura interna formada por un núcleo y una corteza o nube de electrones orbitando entorno al núcleo.

El núcleo del átomo está formado por dos tipos de partículas: los protones, que tienen carga eléctrica positiva, y los neutrones, que no tienen carga eléctrica. En un átomo neutro, que es su estado habitual, el número de electrones es igual al número de protones.

Como las cargas eléctricas iguales se repelen, igual que los polos magnéticos de igual signo de dos imanes, los protones tienen repulsión electromagnética, pero se mantienen unidos por la existencia de una fuerza más potente, denominada ‘fuerza nuclear fuerte’.

Prácticamente toda la masa del átomo se encuentra en el núcleo, ya que los electrones tienen una mas 1.835 veces menor que la del protón y el neutrón.

En condiciones normales de equilibrio las partículas del núcleo del átomo permanecen fuertemente unidas; es cómo si estuvieran ligadas, pero un exceso o una falta de neutrones pueden romper este equilibrio. Entonces se convierten en elementos inestables, con tendencia a transformarse en otros elementos. Estas transformaciones, denominadas también desintegraciones, se producen en el núcleo de los átomos liberando gran cantidad de energía en forma de radiaciones ionizantes, y este fenómeno se conoce con el nombre de radiactividad, descubierto por Becquerel en 1.896.

Se puede medir la rapidez con que se produce este proceso y expresarla utilizando una unidad especial denominada Bequerelio (Bq), que es la actividad de una cierta cantidad de material radiactivo que sufre una desintegración espontánea cada segundo.

Las radiaciones ionizantes emitidas por los átomos inestables se llaman así porque cuando atraviesan la materia pueden arrancar electrones de los átomos que se encuentran en su camino. Entonces, este átomo ya no es eléctricamente neutro, al haber perdido electrones, y se convierte en un ión. Decimos que este átomo ha sido ionizado.

Las radiaciones ionizantes que se presentan en forma de radiación electromagnética (sin carga ni demasiado) son los Rayos X, los Rayos Gamma y los Rayos Cósmicos (procedentes sobretodo del Sol).

La radiación ionizante es invisible, silenciosa, no huele ni sabe a nada y tampoco se puede tocar. No obstante, este tipo de radiación está presente a nuestro alrededor. La radiación ionizante puede producir efectos sobre las personas y sobre el medio ambiente, por lo que es importante detectarla, identificarla y medir en qué cantidad está presente.

 

Nuestros sentidos no pueden detectarla por si solos, pero existen instrumentos (cámara de ionización, contador proporcional, contador Geiger-Müller, dosímetro, etc.) que permiten saber si estamos en presencia de radiaciones ionizantes y medirlas, basándose en los efectos que esta radiación produce sobre la materia.

Para predecir de forma aproximada los posibles efectos que pueden producir las radiaciones en el organismo se usa el concepto de dosis, diferenciando el tipo de radiación (rayos X, rayos gamma,...). Hay que tener en cuenta que no todas las partes del cuerpo son igualmente sensibles a cada tipo de radiación. Para tener en consideración estas dos realidades se utilizan dos magnitudes: dosis equivalente, y dosis efectiva.

La dosis equivalente (H), es la dosis absorbida en un órgano o tejido (T), ponderada en función del tipo y calidad de la radiación (R). Su unidad es el Sievert (Sv). El valor de la dosis equivalente permite hacer comparativas desde el punto de vista de la protección radiológica, analizando los diferentes daños que la misma dosifique absorbida puede causar en un órgano o tejido, dependiendo del tipo de radiación y de la energía de ésta.

La dosis efectiva (Y) es la suma ponderada de la dosis equivalente en los diferentes órganos y tejidos del cuerpo debido a irradiaciones internas y externas. Se mide también en Sievert (Sv). El valor de la dosis efectiva nos da una información sobre el riesgo global en el organismo humano.

Los límites de dosis recomendados por la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), incorporados a la normativa europea y a nuestra legislación son fruto de una serie de estudios en individuos y poblaciones expuestos a diferentes niveles de dosis de radiación y en sus descendentes. Este límite establecido es de 1 mSv (0,001 Sv) por año natural.

El gas radiactivo radón-222, junto con los elementos de su serie radiactiva (descendentes) son los causantes de la mayor parte de la dosis que recibimos de origen natural. La presencia de radón en el aire de los edificios tiene diferentes orígenes: el terreno situado bajo la casa, los materiales de construcción, el agua de consumo,... La concentración de radón en el aire interior es variable, llegándose a medir valores superiores a 5.000 Bq/m³ en algunas zonas de la península.

El gas radón-222 se desintegra dando lugar a isótopos radiactivos de vida media-corta, emisores de radiación alfa, beta, o beta/gamma. Nuestros pulmones retienen parte de estos isótopos radiactivos (exposición interna) y nosotros recibimos una dosis de radiación a medida que se van desintegrando. Las concentraciones de radón-222 varían durante el día y se encuentran en su nivel más bajo cuando se abren puertas y ventanas para ventilar.

El sistema más común para deshacerse de este gas radiactivo es la succión y extracción al exterior del aire acumulado a las plantas inferiores del edificios; además se pueden adoptar otras precauciones como el sellado de grietas en muros, juntas, etc...

Estas concentraciones de radón-222 también se ven afectadas por factores atmosféricos, ya que en periodos de fuertes lluvias el radón se disuelve fácilmente en el agua, hecho que disminuye la cantidad de éste que llega a la superficie.

Las dosis de radiación natural más elevada se producen en lugares donde el terreno es más rico en uranio. Hay zonas, como por ejemplo en Pontevedra (Galicia) y a la Sierra de Guadarrama (Madrid), donde las concentraciones de radón son mayores.

 

Cuando una partícula o fotón gamma choca con otro átomo, lo más probable es que reaccione con la órbita exterior de los electrones. Si se expulsa un electrón, este átomo perderá una carga negativa y pasará a cargarse positivamente. El átomo cargado lo denominamos ión, y decimos que el átomo se ha ionizado. El vacío que queda en su órbita externa lo hace químicamente reactivo. Si la reacción química tiene lugar en una célula viva es probable que dañe a la célula y que, por lo tanto, provoque efectos biológicos no deseables. Esta capacidad para causar ionización y los efectos biológicos que produce es la razón por la cual tienen que adoptarse precauciones ante cualquier tipo de radiación ionizante.
Se sabe que la radiación ionizante es penetrante y que puede pasar a través de objetos sólidos como el metal. La radiación X y la Gamma, por ejemplo, pueden atravesar varios metros de hormigón y bastantes centímetros de una plancha de plomo.

Una de las reacciones más importantes que se produce al interaccionar la radiación ionizante con el cuerpo humano es la radiólisis o rotura de los enlaces químicos de las moléculas, con la posibilidad que se formen otras moléculas diferentes de las originales.

El elemento más abundante en los seres vivos es el agua y la ionización de esta puede dar lugar a la aparición de radicales libres que son moléculas altamente reactivas. A la vez, estos radicales libres pueden combinarse entre sí para formar agua oxigenada, que es un compuesto químico altamente oxidante que puede atacar y romper los enlaces químicos en moléculas complejas, como las que forman los cromosomas, dando lugar a la aparición de efectos biológicos.

Más del 50% de la radiación ionizante que recibe nuestro cuerpo proviene de nuestro entorno natural (radón del terreno, y rayos gamma terrestres y cósmicos).

Estamos en todo momento expuestos a la radiación ionizante de origen natural, la cual procede de todo el que está a nuestro alrededor:

Del cielo: Alrededor de 100.000 rayos cósmicos de neutrones y 400.000 rayos cósmicos secundarios (la mayor parte provinientes del Sol) atraviesan a cada persona en una hora.
Del aire que respiramos: Alrededor de 30.000 átomos, que emiten partículas alfa o beta y algunos rayos gamma, se desintegran cada hora en nuestros pulmones.
De los alimentos y bebidas: Alrededor de 15.000.000 de átomos de potasio-40 y 7.000 átomos de uranio natural se desintegran dentro de cada uno de nosotros cada hora.
Del suelo y de los materiales de construcción: Más de 200.000.000 de rayos gamma nos atraviesan en una hora.

Para poder tener una idea más clara de los verdaderos riesgos de la exposición a las radiaciones ionizantes debemos saber que:

·Los límites anuales de dosis están fijados según lo que establecen las directivas de la Unión Europea. Para la población en general es de 1 mSv (0,001 Sv/año). Este límite no incluye la radiación recibida por aquellas personas que, como pacientes, se someten a diagnosis o tratamientos médicos que impliquen el uso de radiaciones ionizantes.
·Una dosis de tanto sólo 0,02 Sv (20 mSv) supone un riesgo de un 1‰ (1/1.000) de morir de cáncer, valor que es similar al riesgo anual de muerte por causas naturales a la edad de 40 años.
·En mujeres embarazadas, a partir de los 0,1 Sv (100 mSv) se incrementa el porcentaje de posibilidades de sufrir un aborto, así como de producirse malformaciones o retraso mental en el feto.
·La exposición de entre 0,5 Sv y 1 Sv (entre 500 mSv y 1.000 Sv) supone una alta probabilidad de sufrir afecciones a la sangre, náuseas, fatiga, vómitos, y reducción del tiempo de vida.
·La exposición a 1 Sv (1.000 mSv) supone una probabilidad de un 5% de sufrir un cáncer, y de un 0,5% de que este sea leucemia.
·Con una exposición de entre 1,5 Sv y 3 Sv (entre 1.500 mSv y 3.000 mSv) la probabilidad de muerte es del 50%.

 

 

 

j o a n    a r b o l e d a s

geobiólogo, ingeniero de edificación y arquitecto técnico

617222739  ·  lamartinablanca@gmail.com