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¿Qué es el peligro de la radiación ionizante? ¿Cuán peligrosa es la radiación? Definición

El peligro de la radiación ionizante radica en el hecho de que la radiación es invisible y no detectable directamente por los sentidos humanos. La gente no puede ver ni sentir la radiación, pero deposita energía en las moléculas del material. Propiedades del material [/ su_quote]

Resumen ejecutivo

La radiación nos rodea. Estamos continuamente expuestos a la radiación de fondo natural y parece no tener ningún problema. Sí, las altas dosis de radiación ionizante son dañinas y potencialmente letales para los seres vivos, pero estas dosis deben ser realmente altas. Además, ¿qué no es dañino en dosis elevadas? Incluso una gran cantidad de agua puede ser letal para los seres vivos.

La verdad sobre los efectos en la salud de la radiación de dosis baja aún debe descubrirse. No se sabe exactamente si estas bajas dosis de radiación son perjudiciales o beneficiosas (y dónde está el umbral). Hay estudios que afirman que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa. Además, la radiación ionizante puede tener beneficios para la salud en medicina, por ejemplo, en diagnósticos en los que se utilizan rayos X para producir imágenes del interior del cuerpo. No reclamamos, todo está bien. También depende del tipo de radiación y del tejido que estuvo expuesto.

Pero finalmente, si compara los riesgos, que surgen de la existencia de radiación, natural o artificial, con los riesgos que surgen de la vida cotidiana, entonces debe concluir que el miedo a la radiación es irracional . Los seres humanos a menudo somos inconsistentes en nuestro tratamiento de los riesgos percibidos. Aunque dos situaciones pueden tener riesgos similares, las personas encontrarán una situación permisible y otra injustificadamente peligrosa.

El problema de la radiación ionizante radica en el hecho de que la radiación es invisible y no detectable directamente por los sentidos humanos. Las personas no pueden ver ni sentir la radiación y, por lo tanto, sienten miedo ante esta amenaza invisible.

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radiación ionizante - símbolo de peligro
Radiación ionizante - símbolo de peligro

¿Qué tan peligrosa es la radiación?

La radiación nos rodea . En, alrededor y por encima del mundo en el que vivimos. Es una fuerza de energía natural que nos rodea. Es una parte de nuestro mundo natural que ha estado aquí desde el nacimiento de nuestro planeta. Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a radiaciones ionizantes .

Por ejemplo, el potasio-40 es uno de los isótopos que contribuye a la exposición interna del ser humano. Las trazas de potasio-40 se encuentran en todo el potasio y es el radioisótopo más común en el cuerpo humano . También se pueden encontrar cantidades mayores en los plátanos . ¿Significa que comer plátanos debe ser peligroso? Por supuesto no.

Explicación - Dosis equivalente a plátano

En todos los casos, la intensidad de la radiación es importante. La dosis equivalente de plátano está destinada a ser un ejemplo educativo general para comparar una dosis de radiactividad con la dosis a la que uno se expone al comer un plátano de tamaño medio. Un BED a menudo se correlaciona con 10 -7 Sievert ( 0,1 µSv). La exposición a la radiación por consumir un plátano es aproximadamente el 1% de la exposición diaria promedio a la radiación, que es 100 dosis equivalentes de plátano (BED). Una tomografía computarizada de tórax arroja 58,000 BED (5.8 mSv). Una dosis letal, la dosis que mata a un ser humano con un riesgo del 50% dentro de los 30 días (LD50 / 30) de radiación, es aproximadamente 50,000,000 BED (5000 mSv). Sin embargo, en la práctica, esta dosis no es acumulativa, ya que el principal componente radiactivo se excreta para mantener el equilibrio metabólico. Además, también existe un problema con la dosis colectiva .

El BED solo está destinado a informar al público sobre la existencia de niveles muy bajos de radiactividad natural dentro de un alimento natural y no es una medida de dosis adoptada formalmente.

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Ya sea que la fuente de radiación sea natural o artificial, ya sea una gran dosis de radiación o una pequeña dosis, habrá algunos efectos biológicos . En general, la radiación ionizante es dañina y potencialmente letal para los seres vivos, pero puede tener beneficios para la salud en la medicina, por ejemplo, en la radioterapia para el tratamiento del cáncer y la tirotoxicosis.

 Pero, ¿dónde está el umbral entre los efectos positivos y negativos de la radiación? [/ su_quote]

 ¿Qué significa peligro? [/ su_quote]

En los siguientes pensamientos, intentamos resumir hechos e hipótesis que pueden ayudarlo a comprender el problema. Se trata de los riesgos derivados de la exposición a radiaciones ionizantes y de la coherencia de todos los riesgos de la vida cotidiana. Pero primero tenemos que resumir los hechos clave sobre la radiación ionizante.

Intensidad de la radiación: dosis y tasa de dosis

Principios de protección radiológica: tiempo, distancia, blindaje.
Principios de protección radiológica: tiempo, distancia, blindaje

La intensidad de la radiación ionizante es un factor clave que determina los efectos en la salud de la exposición a cualquier radiación. Es similar a estar expuesto a la radiación de calor de un fuego (de hecho, también es transferido por fotones). Si está demasiado cerca de un fuego, la intensidad de la radiación térmica es alta y puede quemarse. Si estás a la distancia adecuada podrás aguantar allí sin problemas y además es cómodo. Si está demasiado lejos de la fuente de calor, la insuficiencia de calor también puede dañarlo. Esta analogía, en cierto sentido, se puede aplicar también a la radiación procedente de fuentes de radiación ionizante.

En resumen, para quemarse ( efectos deterministas y efectos estocásticos demostrables ) por radiación ionizante, debe estar expuesto a una cantidad de radiación realmente alta. Pero casi siempre estamos hablando de las llamadas dosis bajas . Como se escribió, hoy el sistema de protección se basa en la hipótesis LNT , que es un   modelo conservador utilizado en protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación. Este modelo es  excelente para configurar un sistema de protección. para todo uso de radiaciones ionizantes. Este modelo asume que no existe un punto umbral y el riesgo aumenta linealmente con una dosis, es decir, el modelo LNT implica que no existe una dosis segura de radiación ionizante. Si este modelo lineal es correcto, entonces la radiación de fondo natural es la fuente de radiación más peligrosa para la salud pública en general, seguida por las imágenes médicas en un cercano segundo lugar. Hay que añadir que la investigación de las dos últimas décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a baja tasa de dosis estimulan los mecanismos de defensa. Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación adaptativa dosis-respuesta en la que las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a dosis bajas de radiación que resultan en mutaciones y cánceres reducidos. Por otro lado, es muy importante a qué tipo de radiación está expuesta una persona.

Radiación de fondo natural

Fuentes de radiación naturales y artificialesLa radiación de fondo natural es una radiación ionizante que se origina a partir de una variedad de fuentes naturales. Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a  radiaciones ionizantes . Esta radiación no está asociada con ninguna actividad humana. Hay isótopos radiactivos en nuestros cuerpos, casas, aire, agua y en el suelo. Todos también estamos expuestos a la radiación del espacio exterior.

Fuentes de radiación de fondo natural

Dividimos todas estas fuentes de radiación natural en tres grupos:

Modelo LNT y modelo Hormesis
Supuestos alternativos para la extrapolación del riesgo de cáncer frente a la dosis de radiación a niveles de dosis baja, dado un riesgo conocido a una dosis alta: modelo LNT y modelo de hormesis.

No puedes pasar por la vida sin radiación. El peligro de la radiación ionizante radica en el hecho de que la radiación es invisible y no detectable directamente por los sentidos humanos. Las personas no pueden ver ni sentir la radiación, pero deposita energía en las moléculas del cuerpo.

Pero  no se preocupe , las dosis de la radiación de fondo suelen ser  muy pequeñas  (excepto la exposición al radón). Dosis baja aquí significa pequeñas dosis adicionales comparables a la radiación de fondo normal   ( 10 µSv  = dosis diaria promedio recibida del fondo natural). El problema es que, a dosis muy bajas, es prácticamente imposible correlacionar cualquier irradiación con ciertos efectos biológicos. Esto se debe a que la tasa de cáncer inicial ya es muy alta y el riesgo de desarrollar cáncer fluctúa en un 40% debido al estilo de vida individual y los efectos ambientales, oscureciendo los efectos sutiles de la radiación de bajo nivel.

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Intensidad: dosis aguda y crónica

Los efectos biológicos de la radiación y sus consecuencias dependen en gran medida del nivel de tasa de dosis obtenido. La tasa de dosis es una medida de la intensidad (o potencia) de la dosis de radiación. Las dosis bajas son comunes para la vida diaria. En los siguientes puntos hay algunos ejemplos de exposición a la radiación, que se pueden obtener de varias fuentes.

  • 05 µSv - Dormir junto a alguien
  • 09 µSv : vivir a menos de 30 millas de una planta de energía nuclear durante un año
  • 1 µSv - Comer un plátano
  • 3 µSv : vivir a 50 millas de una central eléctrica de carbón durante un año
  • 10 µSv : dosis diaria promedio recibida de fondo natural
  • 20 µSv - Radiografía de tórax

Desde el punto de vista de las consecuencias biológicas, es muy importante distinguir entre las dosis recibidas durante períodos cortos y prolongados . Por lo tanto, los efectos biológicos de la radiación se dividen típicamente en dos categorías.

  • Dosis agudas . Una " dosis aguda " ( dosis de alto nivel a corto plazo) es aquella que se produce durante un período de tiempo corto y finito, es decir, dentro de un día.
  • Dosis crónicas . Una " dosis crónica " ( dosis de bajo nivel a largo plazo) es una dosis que continúa durante un período prolongado de tiempo, es decir, semanas y meses, de modo que se describe mejor mediante una tasa de dosis.

Las dosis altas tienden a matar las células, mientras que las dosis bajas tienden a dañarlas o cambiarlas. Las dosis altas pueden causar quemaduras por radiación visualmente dramáticas y / o una muerte rápida a través del síndrome de radiación aguda . Es poco probable que las dosis agudas por debajo de 250 mGy tengan efectos observables. Las dosis agudas de alrededor de 3 a 5 Gy tienen un 50% de probabilidad de matar a una persona algunas semanas después de la exposición, si la persona no recibe tratamiento médico.

Las dosis bajas distribuidas durante largos períodos de tiempo no causan un problema inmediato en ningún órgano del cuerpo. Los efectos de dosis bajas de radiación ocurren a nivel de la célula y es posible que los resultados no se observen durante muchos años. Además, algunos estudios demuestran que la mayoría de los tejidos humanos exhiben una tolerancia más pronunciada a los efectos de la radiación de baja LET en caso de una exposición prolongada en comparación con una exposición única a una dosis similar.

Ver también: dosis letal

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Efectos deterministas y estocásticos

En protección radiológica, la mayoría de los efectos adversos para la salud de la exposición a las radiaciones se dividen generalmente en dos grandes clases:

  • Los efectos deterministas son efectos umbral sobre la salud, que están directamente relacionados con la dosis de radiación absorbida y la gravedad del efecto aumenta a medida que aumenta la dosis.
  • Los efectos estocásticos ocurren por casualidad y generalmente ocurren sin un nivel umbral de dosis. La probabilidad de aparición de efectos estocásticos es proporcional a la dosis, pero la gravedad del efecto es independiente de la dosis recibida.

Efectos deterministas

Los efectos deterministas (o efectos sobre la salud no estocásticos) son efectos sobre la salud que están relacionados directamente con la dosis de radiación absorbida y la gravedad del efecto aumenta a medida que aumenta la dosis. Los efectos deterministas tienen un umbral por debajo del cual no ocurren efectos clínicos detectables. El umbral puede ser muy bajo (del orden de magnitud de 0,1 Gy o superior) y puede variar de una persona a otra. Para dosis entre 0,25 Gy y 0,5 Gy se pueden detectar cambios sanguíneos leves mediante evaluaciones médicas y para dosis entre 0,5 Gy y 1,5 Gy se observarán cambios sanguíneos y se producirán síntomas de náuseas, fatiga y vómitos.

Una vez que se ha superado el umbral, la gravedad de un efecto aumenta con la dosis. La razón de la presencia de esta dosis umbral es que el daño por radiación (mal funcionamiento grave o muerte) de una población crítica de células (las dosis altas tienden a matar células) en un tejido determinado debe mantenerse antes de que la lesión se exprese en una forma clínicamente relevante. . Por lo tanto, los efectos deterministas también se denominan reacción tisular . También se denominan efectos no estocásticos para contrastar con efectos estocásticos similares al azar (p. Ej., Inducción de cáncer).

Los efectos deterministas no son necesariamente más o menos graves que los efectos estocásticos. Las dosis altas pueden causar quemaduras por radiación visualmente dramáticas y / o una muerte rápida a través del síndrome de radiación aguda . Es poco probable que las dosis agudas por debajo de 250 mGy tengan efectos observables. Las dosis agudas de alrededor de 3 a 5 Gy tienen un 50% de probabilidad de matar a una persona algunas semanas después de la exposición, si la persona no recibe tratamiento médico. Los efectos deterministas pueden, en última instancia, conducir a una molestia temporal o también a una muerte. Ejemplos de efectos deterministas:

Ejemplos de efectos deterministas son :

  • Síndrome de radiación aguda, por radiación aguda de cuerpo entero
  • Quemaduras por radiación, desde la radiación a una superficie corporal en particular
  • Tiroiditis inducida por radiación, un posible efecto secundario del tratamiento con radiación contra el hipertiroidismo
  • Síndrome de radiación crónica, por radiación a largo plazo.
  • Lesión pulmonar inducida por radiación, desde, por ejemplo, radioterapia dirigida a los pulmones

Efectos estocásticos

Los efectos estocásticos de la radiación ionizante ocurren por casualidad, generalmente sin un nivel umbral de dosis. La probabilidad de aparición de efectos estocásticos es proporcional a la dosis, pero la gravedad del efecto es independiente de la dosis recibida. Los efectos biológicos de la radiación en las personas se pueden agrupar en efectos somáticos y hereditarios . Los efectos somáticos son los que sufre la persona expuesta. Los efectos hereditarios son los que sufre la descendencia del individuo expuesto. El riesgo de cáncer se suele mencionar como el principal efecto estocástico de las radiaciones ionizantes, pero también los trastornos hereditarios son efectos estocásticos.

Según ICRP:

(83) Sobre la base de estos cálculos, la Comisión propone coeficientes de probabilidad nominal para el riesgo de cáncer ajustado por detrimento de 5,5 x 10 -2 Sv -1 para toda la población y 4,1 x 10 -2 Sv -1 para los trabajadores adultos. Para efectos hereditarios, el riesgo nominal ajustado por detrimento en toda la población se estima en 0,2 x 10 -2 Sv -1 y en los trabajadores adultos como 0,1 x 10 -2 Sv -1 .

Referencia especial: ICRP, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la ICRP. Ann. ICRP 37 (2-4).

La unidad SI para la dosis efectiva , el sievert , representa el efecto biológico equivalente del depósito de un joule de energía de rayos gamma en un kilogramo de tejido humano. Como resultado, un sievert representa un 5,5% de posibilidades de desarrollar cáncer. Tenga en cuenta que la dosis efectiva no pretende ser una medida de los efectos deterministas sobre la salud, que es la gravedad del daño tisular agudo que seguramente ocurrirá, que se mide por la cantidad de dosis absorbida.

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Efectos biológicos y límites de dosis

En la protección radiológica, los límites de dosis se establecen para limitar los efectos estocásticos a un nivel aceptable y para evitar por completo los efectos deterministas . Tenga en cuenta que los efectos estocásticos son los que surgen del azar: cuanto mayor es la dosis, más probable es el efecto. Los efectos deterministas son aquellos que normalmente tienen un umbral: por encima de este, la gravedad del efecto aumenta con la dosis. Límites de dosisson un componente fundamental de la protección radiológica, y en la mayoría de los países, violar estos límites va en contra de la regulación radiológica. Tenga en cuenta que los límites de dosis descritos en este artículo se aplican a las operaciones de rutina. No se aplican a una situación de emergencia cuando la vida humana está en peligro. No se aplican en situaciones de exposición de emergencia en las que una persona intenta evitar una situación catastrófica.

Los límites se dividen en dos grupos, el público y los trabajadores ocupacionalmente expuestos. Según la ICRP, la exposición ocupacional se refiere a toda la exposición en la que incurren los trabajadores en el curso de su trabajo, con la excepción de

  1. Exposiciones excluidas y exposiciones de actividades exentas que involucren radiación o fuentes exentas.
  2. cualquier exposición médica
  3. la radiación de fondo natural local normal.

La siguiente tabla resume los límites de dosis para trabajadores expuestos ocupacionalmente y para el público:

límites de dosis - radiación
Tabla de límites de dosis para trabajadores expuestos ocupacionalmente y para el público.
Fuente de datos: ICRP, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la ICRP. Ann. ICRP 37 (2-4).

Fuente de datos: ICRP, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la ICRP. Ann. ICRP 37 (2-4).

De acuerdo con la recomendación de la CIPR en su declaración sobre reacciones tisulares del 21 de abril de 2011, el límite de dosis equivalente para el cristalino del ojo para exposición ocupacional en situaciones de exposición planificada se redujo de 150 mSv / año a 20 mSv / año, en promedio durante períodos definidos de 5 años, sin dosis anual en un solo año superior a 50 mSv.

Los límites de la dosis efectiva son la suma de las dosis efectivas pertinentes de la exposición externa en el período de tiempo especificado y la dosis efectiva comprometida de la ingesta de radionucleidos en el mismo período. Para los adultos, la dosis efectiva comprometida se calcula para un período de 50 años después de la ingesta, mientras que para los niños se calcula para el período hasta los 70 años. El límite de dosis efectiva para todo el cuerpo de 20 mSv es un valor promedio durante cinco años. El límite real es de 100 mSv en 5 años, con no más de 50 mSv en cualquier año.

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Controversia del modelo LNT

Como se escribió anteriormente ( modelo LNT ), hoy el sistema de protección se basa en la hipótesis LNT, que es un modelo conservador utilizado en protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación. Este modelo es excelente para configurar un sistema de protección para todo uso de radiación ionizante. En comparación con el modelo de hormesis, el modelo LNT asume que no hay un punto de umbral y el riesgo aumenta linealmente con una dosis, es decir, el modelo LNT implica que no hay una dosis segura de radiación ionizante. Si este modelo lineal es correcto, entonces la radiación de fondo natural es la fuente de radiación más peligrosa para la salud pública en general, seguida por las imágenes médicas en un cercano segundo lugar.

El modelo LNT se basa principalmente en el estudio de duración de vida (LSS) de los supervivientes de la bomba atómica en Japón. Sin embargo, si bien este patrón es indiscutible en dosis altas, esta extrapolación lineal del riesgo a dosis bajas se ve desafiada por muchos experimentos recientes que involucran mecanismos celulares y también existe una alta incertidumbre involucrada en la estimación del riesgo utilizando solo estudios epidemiológicos. El problema es que, a dosis muy bajas, es prácticamente imposible correlacionar cualquier irradiación con ciertos efectos biológicos. Esto se debe a que la tasa de cáncer inicial ya es muy alta y el riesgo de desarrollar cáncer fluctúa en un 40% debido al estilo de vida individual y los efectos ambientales, oscureciendo los efectos sutiles de la radiación de bajo nivel.estimación más conservadora .

En el caso de dosis bajas, su carácter conservador (linealidad) tiene enormes consecuencias y el modelo a veces se utiliza incorrectamente (quizás intencionalmente) para cuantificar el efecto canceroso de dosis colectivas de contaminación radiactiva de bajo nivel. Una curva dosis-efecto lineal permite utilizar dosis colectivas para calcular los efectos perjudiciales para una población irradiada. También se argumenta que el modelo LNT había causado un miedo irracional a la radiación, ya que cada microsievert puede convertirse en la probabilidad de inducción de cáncer, por pequeña que sea esta probabilidad. Por ejemplo, si diez millones de personas reciben una dosis efectiva de 0,1 µSv(equivalente a comer un plátano), entonces la dosis colectiva será S = 1 Sv. ¿Significa que hay un 5,5% de posibilidades de que una persona desarrolle cáncer debido a la ingesta de plátanos? Tenga en cuenta que, para dosis altas, un sievert representa un 5,5% de posibilidades de desarrollar cáncer.

El problema de este modelo es que ignora una serie de procesos biológicos de defensa que pueden ser cruciales en dosis bajas. La investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa. Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación adaptativa dosis-respuesta en la que las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a dosis bajas de radiación que resultan en mutaciones y cánceres reducidos.

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Tipo de radiación: LET alto x LET bajo

Factores de ponderación de la radiación - actual - CIPR
Fuente: ICRP Publ. 103: Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica

Esta sección trata sobre el hecho de que existen varios tipos de radiación ionizante y cada tipo de radiación interactúa con la materia de una manera diferente . Al hablar de la intensidad de la radiación, debemos tener en cuenta a qué tipo de radiación estás expuesto. Por ejemplo, la radiación alfa tiende a viajar solo una distancia corta y no penetra mucho en el tejido, si es que penetra. Por lo tanto, la radiación alfa a veces se considera no peligrosa, ya que no puede penetrar las capas superficiales de la piel humana. Esto es naturalmente cierto, pero no es válido para la exposición interna por radionucleidos alfa. Cuando se inhala o ingiere, la radiación alfa es mucho más peligrosa que otros tipos de radiación. Tenga en cuenta que el factor de ponderación de la radiación para la radiación alfa es igual a 20. Se descubrió que los efectos biológicos de cualquier radiación aumentan con la transferencia de energía lineal (LET). En resumen, el daño biológico de la radiación de alto LET ( partículas alfa , protones o neutrones ) es mucho mayor que el de la radiación de bajo LET ( rayos gamma ).

Blindaje de radiación ionizanteLa radiación ionizante se clasifica según la naturaleza de las partículas u ondas electromagnéticas que crean el efecto ionizante. Estas partículas / ondas tienen diferentes mecanismos de ionización y pueden agruparse como:

  • Directamente ionizante . Las partículas cargadas ( núcleos atómicos, electrones, positrones, protones, muones, etc. ) pueden ionizar átomos directamente por interacción fundamental a través de la fuerza de Coulomb si lleva suficiente energía cinética. Estas partículas deben moverse a velocidades relativistas para alcanzar la energía cinética requerida. Incluso los fotones (rayos gamma y rayos X) pueden ionizar átomos directamente (a pesar de que son eléctricamente neutros) a través del efecto fotoeléctrico y el efecto Compton, pero la ionización secundaria (indirecta) es mucho más significativa.
  • Ionizante indirectamente . La radiación ionizante indirecta son partículas eléctricamente neutras y, por lo tanto, no interactúan fuertemente con la materia. La mayor parte de los efectos de ionización se deben a ionizaciones secundarias.

Exposición externa x interna

Como se escribió, es crucial que estemos expuestos a la radiación de fuentes externas o internas. Esto es similar a otras sustancias peligrosas. La exposición interna es más peligrosa que la externa, ya que llevamos la fuente de radiación dentro de nuestros cuerpos y no podemos utilizar ninguno de los principios de protección radiológica (tiempo, distancia, blindaje). La ingesta de material radiactivo puede ocurrir a través de diversas vías, como la ingestión de contaminación radiactiva en alimentos o líquidos, la inhalación de gases radiactivos o a través de piel intacta o herida. En este lugar, tenemos que distinguir entre radiación y contaminación. Contaminación radioactivaconsisten en material radiactivo, que genera radiaciones ionizantes. Es la fuente de radiación, no la radiación en sí. Siempre que el material radiactivo no esté en un contenedor de fuente radiactiva sellado y pueda esparcirse sobre otros objetos, existe la posibilidad de contaminación radiactiva. Por ejemplo, el yodo radiactivo , yodo-131 , es un importante radioisótopo del yodo. El yodo radiactivo juega un papel importante como isótopo radiactivo presente en los productos de fisión nuclear, y es uno de los principales contribuyentes a los peligros para la salud cuando se libera a la atmósfera durante un accidente. El yodo-131 tiene una vida media de 8.02 días. El tejido diana de la exposición al yodo radiactivo es la glándula tiroides. La dosis externa de beta y gamma del yodo radiactivo presente en el aire es bastante insignificante en comparación con la dosis asignada a la tiroides que resultaría de respirar este aire.

Consumo de dosis interno

Si la fuente de radiación está dentro de nuestro cuerpo, decimos, es  una exposición interna . La ingesta de material radiactivo puede producirse a través de diversas vías, como la ingestión de contaminación radiactiva en alimentos o líquidos, la inhalación de gases radiactivos o a través de piel intacta o herida. La mayoría de los  radionúclidos  le darán mucha más dosis de radiación si de alguna manera pueden ingresar a su cuerpo, que si permanecieran afuera. Para las dosis internas, primero debemos distinguir entre ingesta y captación. La ingesta significa lo que una persona absorbe. La ingesta significa lo que una persona conserva.

Cuando un compuesto radiactivo ingresa al cuerpo, la actividad disminuirá con el tiempo, debido tanto a  la desintegración radiactiva  como al  aclaramiento biológico . La disminución varía de un compuesto radiactivo a otro. Para ello, la vida media biológica se define en protección radiológica.

La  vida media biológica  es el tiempo que tarda la cantidad de un elemento particular en el cuerpo en disminuir a la mitad de su valor inicial debido a la eliminación por procesos biológicos solamente, cuando la tasa de eliminación es aproximadamente exponencial. La vida media biológica depende de la velocidad a la que el cuerpo utiliza normalmente un compuesto particular de un elemento. Los isótopos radiactivos que fueron ingeridos o absorbidos a través de otras vías se eliminarán gradualmente del cuerpo a través de los intestinos, los riñones, la respiración y la transpiración. Esto significa que una sustancia radiactiva puede ser expulsada antes de que haya tenido la oportunidad de descomponerse.

Como resultado, la  vida media biológica  influye significativamente en la  vida media efectiva  y la dosis total de contaminación interna. Si un compuesto  radiactivo con vida media radiactiva  (t 1/2 ) se elimina del cuerpo con una vida media biológica t b , la vida media efectiva (t e ) viene dada por la expresión:

Como puede verse, los mecanismos biológicos siempre disminuyen la dosis global por  contaminación interna . Además, si t 1/2  es grande en comparación con t b , la vida media efectiva es aproximadamente la misma que t b .

Por ejemplo, el  tritio  tiene una vida media biológica de unos 10 días, mientras que la vida media radiactiva es de unos 12 años. Por otro lado, los radionucleidos con vidas medias radiactivas muy cortas también tienen vidas medias efectivas muy cortas. Estos radionúclidos administrarán, a todos los efectos prácticos, la dosis total de radiación en los primeros días o semanas después de la ingestión.

Para el tritio, la  ingesta límite anual  (ALI) es 1 x 10 9  Bq. Si se toma en 1 x 10 9  Bq de tritio, recibirá una dosis de cuerpo entero de 20 mSv. La  dosis efectiva comprometida , E (t), es por tanto de 20 mSv. No depende de si una persona realiza esta cantidad de actividad en poco tiempo o en mucho tiempo. En todos los casos, esta persona recibe la misma dosis de 20 mSv para todo el cuerpo.

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Contaminación versus radiación

La contaminación radiactiva  consiste en material radiactivo que genera radiación ionizante. Es la fuente de radiación, no la radiación en sí. Siempre que el material radiactivo no esté en un contenedor de fuente radiactiva sellado y pueda esparcirse sobre otros objetos, existe la posibilidad de contaminación radiactiva. La contaminación radiactiva  puede caracterizarse por los siguientes puntos:

  • La contaminación radiactiva consiste en material radiactivo (contaminantes), que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Los contaminantes grandes pueden incluso ser visibles, pero no se puede ver la radiación producida.
  • Cuando se liberan, los contaminantes pueden propagarse por aire, agua o simplemente por contacto mecánico.
  • No podemos proteger la contaminación.
  • Podemos mitigar la contaminación protegiendo la integridad de las barreras (contenedor de origen, revestimiento de combustible,  vasija del reactor ,  edificio de contención )
  • Dado que los contaminantes interactúan químicamente, pueden estar contenidos dentro de objetos como el cuerpo humano.
  • Podemos deshacernos de la contaminación por muchos procesos mecánicos, químicos (descontaminar superficies) o biológicos ( vida media biológica ).
  • Es de suma importancia qué material es el contaminante radiactivo ( vida media , modo de desintegración, energía).

La radiación ionizante  está formada por partículas de alta energía ( fotones ,  electrones , etc. ), que pueden penetrar la materia e  ionizar  (para formar iones perdiendo electrones) los átomos objetivo para formar iones. La exposición a la radiación es consecuencia de la presencia cercana a la fuente de radiación. La exposición a la radiación  como una cantidad se define como una medida de la ionización del  material  debido a la radiación ionizante. El peligro de la radiación ionizante radica en el hecho de que la radiación es  invisible. y no detectable directamente por los sentidos humanos. Las personas no pueden ver ni sentir la radiación, pero deposita energía en las moléculas del cuerpo. La energía se transfiere en pequeñas cantidades por cada interacción entre la radiación y una molécula y, por lo general, hay muchas de estas interacciones. A diferencia de la contaminación radiactiva, la radiación se puede caracterizar por los siguientes puntos:

  • La radiación consiste en partículas de alta energía que pueden penetrar la materia e  ionizar  (para formar iones perdiendo electrones) los átomos objetivo. La radiación es invisible y no detectable directamente por los sentidos humanos. Cabe señalar que  la radiación beta  es indirectamente visible debido a la  radiación de Cherenkov .
  • A diferencia de la contaminación, la radiación no puede propagarse por ningún medio. Viaja a  través de los materiales  hasta que pierde su energía. Podemos proteger la radiación (por ejemplo, colocándonos a la vuelta de la esquina).
  • La exposición a la ionización no significa necesariamente que el objeto se vuelve radiactivo (excepto una radiación de neutrones muy rara).
  • La radiación puede atravesar las barreras, pero una barrera suficientemente gruesa puede minimizar todos los efectos.
  • A diferencia de los contaminantes, la radiación no puede interactuar químicamente con la materia y no puede unirse al interior del cuerpo.
  • No es importante qué material es la fuente de cierta radiación. Solo importa el tipo de radiación y energía.

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Contaminación aérea

La contaminación del aire es de particular importancia en  las centrales nucleares , donde debe ser monitoreada. Los contaminantes pueden transportarse por el aire, especialmente durante la extracción del cabezal superior del reactor, el reabastecimiento de combustible del reactor y durante las manipulaciones dentro de la piscina de combustible gastado. El aire puede estar contaminado con isótopos radiactivos, especialmente en forma de partículas, lo que representa un peligro particular de  inhalación . Esta contaminación consiste en varios productos de fisión y activación que ingresan al aire en forma de gas, vapor o partículas. Hay cuatro tipos de contaminación del aire en las plantas de energía nuclear, a saber:

  • Partículas . La actividad de partículas es un peligro interno, porque puede inhalarse. El material particulado transportable que ingresa al sistema respiratorio ingresará al torrente sanguíneo y será transportado a todas las partes del cuerpo. Las partículas no transportables permanecerán en los pulmones con una cierta vida media biológica. Por ejemplo, Sr-90, Ra-226 y Pu-239 son  radionucleidos  conocidos como radionucleidos que buscan hueso. Estos radionucleidos tienen una vida media biológica prolongada   y son peligros internos graves. Una vez depositados en el hueso, permanecen allí esencialmente sin cambios durante la vida del individuo. La acción continua de las partículas alfa emitidas.  Puede causar lesiones importantes: durante muchos años depositan toda su energía en un volumen minúsculo de tejido, porque el rango de las partículas alfa es muy corto.
  • Gases nobles . Los gases nobles radiactivos, como el  xenón-133 , el  xenón-135  y el   criptón-85,  están presentes en el refrigerante del reactor, especialmente cuando hay fugas de combustible. A medida que aparecen en el refrigerante, se transportan por el aire y pueden inhalarse. Se exhalan inmediatamente después de inhalarlos, porque el cuerpo no reacciona químicamente con ellos. Si los trabajadores están trabajando en una nube de gas noble, la dosis externa que recibirán es aproximadamente 1000 veces mayor que la dosis interna. Debido a esto, solo nos preocupan las tasas de dosis externas beta y gamma.
  • Yodo 131 - esquema de descomposiciónYodo radiactivo . El yodo radiactivo ,  yodo-131 , es un importante radioisótopo del yodo. El yodo radiactivo desempeña un papel importante como isótopo radiactivo presente en los productos de fisión nuclear  y es un factor importante que contribuye a los peligros para la salud cuando se libera a la atmósfera durante un accidente. El yodo-131 tiene una vida media de 8.02 días. El tejido diana de la exposición al yodo radiactivo es la glándula tiroides. La dosis externa de beta y gamma del yodo radiactivo presente en el aire es bastante insignificante en comparación con la dosis asignada a la tiroides que resultaría de respirar este aire. La  vida media biológica para el yodo dentro del cuerpo humano es de aproximadamente 80 días (según ICRP). El cuerpo absorbe el yodo de los alimentos y se concentra preferentemente en la tiroides, donde es necesario para el funcionamiento de esa glándula. Cuando el  131 I está presente en niveles altos en el medio ambiente debido a la lluvia radiactiva, puede absorberse a través de alimentos contaminados y también se acumulará en la tiroides. El 131 I se desintegra con una vida media de 8.02 días con partículas beta y emisiones gamma. A medida que se descompone, puede dañar la tiroides. El riesgo principal de la exposición a niveles altos de  131 I es la posibilidad de aparición de cáncer de tiroides radiogénico en una etapa posterior de la vida. Para  131 I, la ICRP ha calculado que si inhala 1 x 10 6 Bq, recibirá una dosis tiroidea de H T  = 400 mSv (y una dosis ponderada para todo el cuerpo de 20 mSv).
  • Tritio.  El tritio  es un subproducto de  los reactores nucleares . La fuente más importante (debido a las liberaciones de agua tritiada) de tritio en las plantas de energía nuclear proviene del  ácido bórico , que se usa comúnmente como  calce químico. para compensar un exceso de reactividad inicial. Tenga en cuenta que el tritio emite partículas beta de baja energía con un rango corto en los tejidos corporales y, por lo tanto, representa un riesgo para la salud como resultado de la exposición interna solo después de la ingestión en agua potable o alimentos, o inhalación o absorción a través de la piel. El tritio que ingresa al cuerpo se distribuye uniformemente entre todos los tejidos blandos. Según la ICRP, el tiempo medio biológico del tritio es de 10 días para el HTO y de 40 días para el OBT (tritio unido orgánicamente) formado a partir del HTO en el cuerpo de los adultos. Como resultado, para una ingesta de 1 x 10 9  Bq de tritio (HTO), un individuo obtendrá una dosis de 20 mSv para todo el cuerpo (igual a la ingesta de 1 x 10 6  Bq de  131 I). Mientras que para los PWR el tritio representa un riesgo menor para la salud, para reactores de agua pesada , contribuye significativamente a la dosis colectiva de los trabajadores de la planta. Tenga en cuenta que, “El aire saturado con agua moderadora a 35 ° C puede dar 3 000 mSv / h de tritio a un trabajador desprotegido (Ver también: JUBurnham. Protección contra radiación). La mejor protección contra el tritio se puede lograr utilizando un respirador con suministro de aire. Los respiradores de cartucho de tritio protegen a los trabajadores solo por un factor de 3. La única forma de reducir la absorción cutánea es usando plásticos. En las centrales eléctricas PHWR, los trabajadores deben usar plásticos para trabajar en atmósferas que contengan más de 500 μSv / h.

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Coherencia en todos los riesgos

Por último, se trata de los riesgos derivados de la exposición a las radiaciones ionizantes y de la coherencia de todos los riesgos de la vida cotidiana . En general, peligro (también riesgo o peligro) es la posibilidad de que suceda algo malo. Una situación en la que existe el riesgo de que suceda algo malo se denomina peligrosa, arriesgada o peligrosa. Sí, el término radiación ionizante suena muy peligroso, pero ¿qué tan peligrosa es exactamente la radiación ?

Los seres humanos a menudo somos inconsistentes en nuestro tratamiento de los riesgos percibidos. Aunque dos situaciones pueden tener riesgos similares, las personas encontrarán una situación permisible y otra injustificadamente peligrosa. Para los riesgos de radiación, las dosis al público deben mantenerse por debajo de 1 mSv / año. Incluso para un caso muy conservador de suposición lineal sin umbral, un milisievert representa una probabilidad del 0,0055% de algunos efectos perjudiciales para la salud. Dos puntos:

  • En nuestra opinión, este es un riesgo aceptable. Tenga en cuenta que, las dosis anuales de radiación de fondo natural en un promedio de alrededor de 3,7 mSv / año ( 10 µSv = dosis diaria promedio recibida de fondo natural).
  • Además, el problema de este modelo es que ignora una serie de procesos biológicos de defensa que pueden ser cruciales en dosis bajas . La investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa .

La dosis recibida anualmente de 1 mSv provoca de forma muy conservadora alrededor del 0,0055% de posibilidades de algunos efectos perjudiciales para la salud. En abril de 2012, un año después del accidente de Fukushima, se supone que se realizarán esfuerzos de limpieza donde la dosis de radiación exceda las regulaciones gubernamentales. Ciudades enteras todavía están fuera de los límites porque se proyecta que la dosis anual desde el suelo será superior a 50 mSv o incluso 20 mSv , dejando a muchas personas en el área sin hogar y sin trabajo. Pero, ¿alguien tuvo en cuenta los efectos en la salud de esta evacuación ? Las consecuencias de la radiación de bajo nivel suelen ser más psicológicas que radiológicas.. La evacuación forzada de un accidente nuclear o radiológico puede provocar aislamiento social, ansiedad, depresión, problemas médicos psicosomáticos, comportamientos imprudentes e incluso el suicidio. Tal fue el resultado del desastre nuclear de Chernobyl en Ucrania en 1986. Un amplio estudio de 2005 concluyó que "el impacto de Chernobyl en la salud mental es el mayor problema de salud pública desatado por el accidente hasta la fecha". Pero, ¿y si el modelo de umbral es cierto?y dosis de hasta 100 mSv / año en realidad no dan como resultado riesgos para la salud detectables? Esto significaría que a las personas se las mantiene alejadas innecesariamente y se les impide trabajar en sus granjas por efectos insignificantes en la salud. Recuerde que la dosis anual en algunas partes de Araxa, Brasil, es superior a 20 mSv, mientras que la dosis promedio examinada en los estudios de trabajadores nucleares de tres países fue de 30-40 mSv / año, y que estos estudios no encontraron un aumento significativo en los cánceres sólidos o leucemias de esas dosis.

Se puede obtener otro punto de vista cuando consideramos todos los