Todos hemos oído hablar de radiación. Pero, ¿qué tanto sabemos de ella? Aquí te lo contamos.
RADIACTIVIDAD
Átomos
Toda la materia está formada por átomos. Cada átomo tiene un núcleo alrededor del cual se encuentran los electrones girando en determinadas órbitas. El núcleo contiene protones y neutrones. Todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de protones, pero pueden, no obstante, tener diferente número de neutrones. En ese caso, se llaman isótopos de ese elemento. El hidrógeno, por ejemplo, tiene tres isótopos: hidrógeno, deuterio y tritio.
Los átomos se identifican por el nombre del elemento más el número de protones y de neutrones del núcleo. Por ejemplo: litio-7 es el átomo del elemento que tiene cuatro protones y tres neutrones en su núcleo. Los átomos del mismo elemento o de uno distinto, se pueden combinar formando moléculas. Por ejemplo, un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno forman una molécula de agua: H2O.
Radiactividad y radiación
Los núcleos de ciertos átomos son inestables y se transforman en otros núcleos más estables dando lugar a átomos más estables. Estas transformaciones (o desintegraciones), se caracterizan por la emisión de partículas o energía, lo que se conoce como radiactividad, descubierta por Henri Becquerel en 1886.
Esas emisiones -también denominadas radiaciones- pueden ser principalmente de tres tipos: partículas alfa, constituidas por dos neutrones y dos protones; partículas beta, constituidas por electrones positivos y negativos que se crean en el núcleo de los átomos; y finalmente, radiación gamma, constituida por fotones, es decir, radiación electromagnética similar a los rayos X y a la luz, pero más energética.
Los rayos X son radiación electromagnética, de más baja energía, y de origen atómico, que se producen como consecuencia de una reordenación de electrones en las órbitas de la corteza, como resultado de interacciones que se originan en el exterior o interior del átomo.
Las radiaciones ionizantes y los materiales radiactivos han formado siempre parte de nuestro entorno. Sin embargo, dada la incapacidad del ser humano de advertir su presencia mediante los sentidos, su descubrimiento no se produjo hasta fines del siglo XIX, cuando comienza a disponerse de sistemas capaces de detectar su presencia, aprovechando entonces el conocimiento de algunas de sus propiedades.
A las fuentes de radiación ionizante, como los rayos cósmicos, materiales radiactivos presentes en la corteza terrestre no alterada, en el aire o incorporados a los alimentos, e incluso sustancias radiactivas que se encuentran en el interior del organismo humano, se las denomina radiaciones naturales o de fondo. El ser humano, además de estar expuesto a la radiación natural, también lo está a fuentes artificiales de radiación.
La utilización de fuentes de radiación ionizante, como aparatos de rayos X, sustancias radiactivas naturales o radioisótopos artificiales, reportan innumerables beneficios que impactan positivamente en el área de la salud, la industria, la agricultura o la investigación. No obstante, su uso también origina riesgos a los que se pueden ver expuestos los trabajadores que operan este tipo de fuentes, e incluso, la población en su conjunto.
Radiación y tejido biológico
La radiación, cuando penetra en la materia,
y sobre todo en el caso de partículas cargadas
–alfa, protones, fragmentos de fisión y electrones–, fundamentalmente suele arrancar electrones de la corteza de los átomos circundantes
dando lugar a un proceso que se conoce con el
nombre de ionización. La radiación electromagnética, tanto en la radiación gamma como en los
rayos X, interaccionan con mecanismos más
complejos pero que también producen finalmente pérdida de electrones en los átomos circundantes. Los neutrones, que son partículas neutras (sin carga eléctrica) que se producen en
determinados procesos, interaccionan con la
materia mediante reacciones nucleares que pueden dan lugar, a su vez, a partículas cargadas y
fotones.
El final, sea cual sea, el tipo de radiación da
lugar a partículas cargadas, por lo que el mecanismo fundamental de interacción con la materia es el de ionización. Esta es la razón por la
que estas radiaciones se conocen con el nombre
de radiaciones ionizantes. En el caso de que la
materia sea tejido biológico con un alto contenido de agua, la ionización de las moléculas de
agua puede dar lugar a los llamados radicales
libres que presentan una gran reactividad química, suficiente para alterar moléculas importantes que forman parte de los tejidos de los seres
vivos.
Entre esas alteraciones pueden incluirse los
cambios químicos en el ADN, la molécula orgánica básica que forma parte de las células de
nuestro cuerpo. Estos cambios pueden dar lugar
a la aparición de efectos biológicos, incluyendo
el desarrollo anormal de las células.
Las radiaciones ionizantes, al atravesar tejidos biológicos, pueden producir
un aumento de los radicales libres y, por
tanto, el desarrollo de ciertas anomalías
en el desarrollo celular.
Efectos de la radiación
Hay dos clases de efectos: los que ocurren con seguridad al superarse un valor determinado de la dosis de radiación recibida, conocido como determinista o reacción tisular, y los que tienen una probabilidad de ocurrencia creciente al aumentar dicha dosis, conocido como estocástico.
El sistema de protección radiológica vigente se basa en la suposición de que, por muy pequeña que sea la dosis de radiación, siempre hay algún riesgo. Esta presunción se basa en los estudios realizados en las personas que se han visto expuestas a altas dosis de radiación.
Efectos deterministas
Pueden variar desde la muerte en días o
semanas (para niveles muy altos de radiación
recibida por todo el cuerpo) a simple enrojecimiento de la piel (para dosis elevadas de radiación recibidas durante un corto período de tiempo por una zona del cuerpo de tamaño limitado)
Efectos estocásticos
Cuando el cuerpo humano es sometido a bajas dosis de radiación o a una dosis mayor, recibida por un gran período de tiempo, no existen efectos deterministas apreciables, pero se supone que es posible la existencia de efectos estocásticos, como cáncer o aparición de enfermedades congénitas.
La información de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes es revisada periódicamente por el Comité de las Naciones Unidas sobre los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR).
Daño y sensibilidad
Para una determinada cantidad de radiación, el daño producido en los tejidos por los distintos tipos de radiación es diferente. Por eso, la cantidad de radiación absorbida (dosis absorbida) debe multiplicarse por unos factores de ponderación de la radiación para dar la dosis equivalente, que es la que tiene en cuenta el tipo de radiación que se ha recibido.
Sin embargo algunos órganos son más sensibles que otros a la radiación, por tanto, la dosis equivalente se multiplica por otros factores de ponderación de los tejidos, obteniéndose la dosis efectiva que mide el daño total producido. La dosis se mide en Sievert (Sv), aunque cuando se habla de protección radiológica es más frecuente utilizar la milésima parte de esta unidad (miliSievert, mSv) o, incluso, la millonésima parte (microSievert, µSv).
Cuando las personas están sometidas a radiaciones, a consecuencia de haber incorporado a su propio cuerpo algunos materiales radiactivos (contaminación interna), la dosis que recibirán durante los 50 años siguientes a esa incorporación se denomina dosis comprometida. En los casos en que las personas están sometidas a radiaciones procedentes del exterior de la propia persona se habla de irradiación.
Tipos de exposición
• Planificadas: introducción y operación deliberada de fuentes de radiación para la
obtención de algún beneficio.
• De emergencia: pueden ocurrir en exposiciones planificadas, por ejemplo cuando hay
accidentes, requieren acciones urgentes para
evitar consecuencias no deseadas.
• Existentes: exposiciones que ya se están
produciendo cuando se plantea la necesidad
de decidir si hay que protegerse contra ellas.
Son habitualemnte consecuencia de actividades planificadas o accidentes del pasado o de
la presencia de radiación de origen natural.
Tipos de exposición
• Exposición ocupacional: la que se produce
durante el desarrollo del trabajo con fuentes
radiactivas artificiales o naturales incrementadas por la acción humana.
• Exposición médica: la que es consecuencia
de los procedimientos de diagnóstico o de
tratamiento a que pueden ser sometidos los
individuos.
• Exposición del público: comprende todas las
exposiciones no incluidas en las ocupacionales ni en las médicas, y que son consecuencia de las actividades que dan lugar a las dos
anteriores, así como las derivadas de fuentes
naturales que produzcan una irradiación significativa.
Jerarquización de las dosis
Dosis absorbida: energía suministrada por la
radiación a la unidad de masa de tejido biológico.
Dosis equivalente: dosis absorbida corregida
por el distinto daño que producen distinto tipo
de radiaciones (factores de ponderación de la
radiación).
Dosis efectiva (“dosis”): dosis equivalente
corregida por la diferente sensibilidad al daño
de los distintos órganos y tejidos (factores de
ponderación de los tejidos).
Principios de protección radiológica
El objetivo de la protección radiológica es proteger a las personas y al medioambiente de los riesgos derivados de aquellas actividades que, debido a los equipos o materiales que utilizan, suponen la exposición a radiaciones ionizantes.
El marco básico de la protección radiológica necesariamente tiene que incluir valoraciones de tipo social y científicas, porque su finalidad principal es proporcionar protección, sin limitar indebidamente los beneficios obtenidos del uso de la radiación.
Se debe suponer que incluso dosis pequeñas de radiación pueden producir algún efecto perjudicial. Dado que existen umbrales (valores de la dosis por debajo de los cuales no se producen) para los efectos deterministas, es posible evitar dichos efectos limitando las dosis recibidas por las personas. Pero no es posible evitar del todo los efectos estocásticos porque no existe evidencia científica de un umbral para ellos. Limitando las dosis solo podemos reducir su probabilidad de aparición.
Como consecuencia del estado actual de conocimiento de los efectos biológicos de las radiaciones, la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) considera que el objetivo principal de la protección radiológica es evitar la aparición de efectos biológicos deterministas y limitar al máximo la probabilidad de aparición de los estocásticos.
Los tres principios básicos de las recomendaciones actuales de la ICRP se expresan a continuación:
Justificación
No debe adoptarse ninguna práctica que signifique exposición a la radiación ionizante si su
introducción no produce un beneficio neto positivo. Naturalmente, la práctica que implique la
exposición a las radiaciones ionizantes debe
suponer un beneficio para la sociedad. Deben
considerarse los efectos negativos y las alternativas posibles. Esto afecta a importantes cuestiones que requieren ser resueltas por los correspondientes gobiernos, como, por ejemplo, el uso
de la energía nuclear para producir electricidad.
Optimización (Principio Alara)
ALARA son las siglas inglesas de la expresión
“Tan bajo como sea razonablemente posible”.
Todas las exposiciones a la radiación deben ser
mantenidas a niveles tan bajos como sea razonablemente posible, teniendo en cuenta factores sociales y económicos. Toda dosis de radiación implica algún tipo de riesgo; por ello no es
suficiente cumplir con los límites de dosis que
están fijados en la normativa nacional. Las dosis
deben reducirse aún más, siempre que sea razonadamente posible, esta reducción de dosis no
puede llevarse a cabo indefinidamente, sino que
se deben considerar los costes económicos,
sociales, etc. asociados
Límite de dosis
Las dosis de radiación recibidas por las personas no deben superar los límites establecidos en la normativa nacional.
Medidas básicas de protección
radiológica
Las medidas necesarias para limitar la exposición de los individuos se pueden tomar mediante la aplicación de acciones en cualquier punto
del sistema que vincula las fuentes con los individuos. Tales acciones pueden aplicarse sobre:
- La fuente emisora de radiación ionizante.
- El medio ambiente, es decir, los caminos
por los que las radiaciones de las fuentes
pueden llegar a los individuos.
- Los individuos expuestos.
Las medidas de control sobre la fuente se
consideran como medidas prioritarias, mientras
que las medidas aplicables al medio ambiente y
a los individuos son más difíciles de aplicar y, a
veces, introducen más trabas en la operatividad
de las instalaciones.
En general, y donde sea posible, se recomienda aplicar en la fuente las medidas de protección y control de la exposición.
El control de la exposición al público conviene realizarlo mediante la aplicación de medidas
a la fuente y sólo, en el caso de que puedan no
ser efectivas, se aplicarán al medio ambiente o
a los individuos.
Los riesgos de irradiación a que están
sometidos los individuos se reducen aplicando distancia, tiempo y blindaje.
Los riesgos de irradiación a que están sometidos los individuos se reducen aplicando las
siguientes medidas generales de protección:
• Distancia: aumentando la distancia
entre el operador y la fuente de radiaciones ionizantes, la exposición disminuye
en la misma proporción en que aumenta
el cuadrado de la distancia. En muchos
casos bastará con alejarse suficientemente de la fuente de radiación para que las
condiciones de trabajo sean aceptables.
• Tiempo: disminuyendo el tiempo de
exposición todo lo posible, se reducirán
las dosis. Es importante que las personas
que vayan a realizar operaciones con
fuentes de radiación estén bien adiestradas, con el fin de invertir el menor tiempo posible en ellas.
• Blindaje: en los casos en que los dos
factores anteriores no sean suficientes,
será necesario interponer un espesor de
material absorbente, blindaje, entre el
operador y la fuente de radiación.
Según sea la energía y tipo de la radiación,
será conveniente utilizar distintos materiales y
espesores de blindaje.
La dosis media recibida por un miembro del
público, a causa de todas las fuentes de radiación es de 3 miliSieverts al año (datos de la
UNSCEAR). Las dosis pueden, no obstante,
variar por diversas circunstancias, desde el consumo de ciertos productos (como algún tipo de
marisco), al hecho de vivir en zonas que tienen
un alto nivel de radiación ambiental.
Organismos relacionados con la
protección radiológica
Internacionales
La organización más veterana relacionada
con la protección radiológica es la Comisión
Internacional de Protección Radiológica (ICRP),
anteriormente mencionada. De ella dependen
cinco comités dedicados a:
- Efectos de las radiaciones,
- Definición de límites secundarios de dosis,
- Protección radiológica en medicina,
- Aplicación de las recomendaciones que ella
formula.
- Protección del medio ambiente.
La ICRP es una organización autónoma
cuyos miembros lo son, a título personal, por su
excelencia científica en varios campos de interés en radioprotección, emite recomendaciones
que son recibidas por los organismos competentes nacionales e internacionales.
La trascendencia práctica a nivel mundial de
las funciones que relacionan dosis con efectos,
fue percibida por la Asamblea General de las
Naciones Unidas que decidió en 1955 crear el
Comité Científico de las Naciones Unidas para
el Estudio de los Efectos de las Radiaciones
Atómicas (UNSCEAR).