La radiación terrestre se refiere a las fuentes de radiación que se encuentran en el suelo, el agua y la vegetación. Los principales isótopos de interés para la radiación terrestre son el potasio, el uranio y los productos de desintegración del uranio, como el torio, el radio y el radón . Tenga en cuenta que la radiación terrestre incluye una exposición externa causada por estos radionucleidos. Una dosis interna causada por estos redionucleidos se analiza en: Fuente interna de radiación .
Estos radionucleidos se encuentran en cantidades mínimas a nuestro alrededor. Cuando se formó la Tierra, se formaron varios elementos radiactivos. Después de los cuatro mil millones de años, todos los isótopos de vida más corta se han desintegrado. Pero algunos de estos isótopos tienen vidas medias muy largas, miles de millones de años, y todavía están presentes. Estos radionucleidos se conocen como radionucleidos primordiales y contribuyen a la dosis anual de un individuo. Debido a que la mayoría de los isótopos radiactivos naturales son pesados, es necesaria más de una desintegración antes de que se alcance un átomo estable. Esta secuencia de núcleos atómicos inestables y sus modos de desintegración , que conduce a un núcleo estable, se conoce como serie radiactiva .
Todos los radionucleidos naturales se suelen dividir en dos grupos según su origen:
- Radionucleidos primordiales . Los radionucleidos primordiales son radionucleidos que se encuentran en la Tierra y que han existido en su forma actual desde antes de que se formara la Tierra. Los radionúclidos primordiales son residuos del Big Bang, de fuentes cosmogénicas y de antiguas explosiones de supernovas que ocurrieron antes de la formación del sistema solar. El bismuto, el torio , el uranio y el plutonio son radionucleidos primordiales porque tienen una vida media lo suficientemente larga como para encontrarse todavía en la Tierra. El potasio-40 también pertenece a los nucleidos primordiales.
- Radionucleidos cosmogénicos . Los radionucleidos cosmogénicos son aquellos que se producen continuamente por la interacción de los rayos cósmicos .
Dosis de radiación terrestre
En todas partes se encuentran niveles bajos de uranio, torio y sus productos de descomposición. Algunos de estos materiales se ingieren con alimentos y agua, mientras que otros, como el radón, se inhalan. La dosis de fuentes terrestres también varía en diferentes partes del mundo. Los lugares con concentraciones más altas de uranio y torio en su suelo tienen niveles de dosis más altos. La tasa de dosis promedio que se origina a partir de nucleidos terrestres (excepto la exposición al radón) es de aproximadamente 0,057 µGy / h. Los valores máximos se han medido en arena de monacita en Guarapari, Brasil (hasta 50 µGy / hr y en Kerala, India (alrededor de 2 µGy / hr), y en rocas con una alta concentración de radio en Ramsar, Irán (de 1 a 10 µGy / h).
Los principales isótopos de interés para la radiación terrestre son el uranio y los productos de desintegración del uranio, como el torio, el radio y el radón. El radón suele ser la mayor fuente natural de radiación que contribuye a la exposición de los miembros del público, a veces representa la mitad de la exposición total de todas las fuentes. Es tan importante que generalmente se trata por separado. La dosis de radiación anual promedio que recibe una persona de radón y sus productos de desintegración es de aproximadamente 2 mSv / año y puede variar en muchos órdenes de magnitud de un lugar a otro.
Radón - Efectos sobre la salud
El radón es un gas noble incoloro, inodoro e insípido que se produce de forma natural como producto de la descomposición del radio. Todos los isótopos del radón son radiactivos , pero los dos isótopos del radón radón-222 y radón-220 son muy importantes desde el punto de vista de la protección radiológica.
- Radón-222 . El isótopo radón-222 es un producto de desintegración natural del isótopo de uranio más estable (uranio-238), por lo que es un miembro de la serie del uranio .
- Radón-220 . El isótopo radón-220, comúnmente conocido como torón , es un producto de desintegración natural del isótopo de torio más estable ( torio-232 ), por lo que es un miembro de la serie del torio .
Es importante señalar que el radón es un gas noble , mientras que todos sus productos de descomposición son metales . El principal mecanismo de entrada del radón a la atmósfera es la difusión a través del suelo . Como gas, el radón se difunde a través de las rocas y el suelo. Cuando el radón se desintegra, los isótopos metálicos secundarios son iones que se unirán a otras moléculas como el agua y a las partículas de aerosol en el aire. Por lo tanto, todas las discusiones sobre las concentraciones de radón en el medio ambiente se refieren al radón-222.. Si bien la tasa promedio de producción de radón-220 (torón) es aproximadamente la misma que la del radón-222, la cantidad de radón-220 en el medio ambiente es mucho menor que la del radón-222 debido a su vida media significativamente más corta ( tiene menos tiempo para difundirse) de radón-222 (55 segundos, frente a 3,8 días, respectivamente). Simplemente el radón-220 tiene menos posibilidades de escapar del lecho rocoso.
Ver también: Radón - Efectos sobre la salud
Radón-222
El radón-222 es un gas producido por la desintegración del radio-226. Ambos son parte de la serie del uranio natural. Dado que el uranio se encuentra en el suelo en todo el mundo en concentraciones variables, también la dosis de radón gaseoso varía en todo el mundo. El radón-222 es el isótopo de radón más importante y estable. Tiene una vida media de solo 3.8 días , lo que hace que el radón sea uno de los elementos más raros ya que se descompone tan rápidamente. Una fuente importante de radiación natural es el gas radón, que se filtra continuamente desde el lecho rocoso pero que, debido a su alta densidad, puede acumularse en casas mal ventiladas. El hecho de que el radón es gasjuega un papel crucial en la expansión de todos sus núcleos hijos. Simplemente el radón es un medio de transporte desde la roca madre a la atmósfera (o dentro de los edificios) para sus productos de descomposición de corta duración ( Pb-210 y Po-210 ), que presentan muchos más riesgos para la salud.
Series radiactivas en la naturaleza
Las series radiactivas (conocidas también como cascadas radiactivas) son tres cadenas de desintegración radiactiva de origen natural y una cadena de desintegración radiactiva artificial de núcleos atómicos pesados inestables que se desintegran a través de una secuencia de desintegraciones alfa y beta hasta que se logra un núcleo estable. La mayoría de los radioisótopos no decaen directamente a un estado estable y todos los isótopos dentro de la serie decaen de la misma manera. En la física de las desintegraciones nucleares, el núcleo que se desintegra generalmente se denomina núcleo padre y el núcleo que queda después del evento como núcleo hijo . Dado que la desintegración alfa representa la desintegración de un núcleo padre a una hija a través de la emisión del núcleo de un átomo de helio (que contiene cuatro nucleones), solo hay cuatro series de desintegración . Dentro de cada serie, por lo tanto, el número de masa de los miembros puede expresarse como cuatro veces un número entero apropiado (n) más la constante para esa serie. Como resultado, la serie de torio se conoce como serie 4n, la serie de neptunio como serie 4n + 1, la serie de uranio como serie 4n + 2 y la serie de actinio como serie 4n + 3.
Tres de los conjuntos se denominan series naturales o clásicas. El cuarto conjunto, la serie de neptunio, está encabezado por neptunio-237. Sus miembros son producidos artificialmente por reacciones nucleares y no ocurren naturalmente.
- la serie de torio (serie 4n) ,
- la serie del uranio (serie 4n + 2) ,
- la serie de actinio (serie 4n + 3) ,
- la serie del neptunio (serie 4n + 1) .
Las series clásicas están encabezadas por núcleos primordiales inestables . Los nucleidos primordiales son nucleidos que se encuentran en la Tierra y que han existido en su forma actual desde antes de que se formara la Tierra. Las cuatro series anteriores consisten en los radioisótopos, que son descendientes de cuatro núcleos pesados con vidas medias largas y muy largas:
- la serie de torio con torio-232 (con una vida media de 14 mil millones de años),
- la serie del uranio con uranio-238 (que vive 4.470 millones de años),
- la serie de actinio con uranio-235 (con una vida media de 0,7 mil millones de años).
- la serie de neptunio con neptunio-237 (con una vida media de 2 millones de años).
Las vidas medias de todos los núcleos hijos son extremadamente variables y es difícil representar un rango de escalas de tiempo que van desde segundos individuales hasta miles de millones de años. Dado que los radioisótopos hijos tienen vidas medias diferentes, el equilibrio secular se alcanza después de algún tiempo. En la larga cadena de desintegración de un elemento naturalmente radiactivo, como el uranio-238 , donde todos los elementos de la cadena están en equilibrio secular, cada uno de los descendientes se ha acumulado hasta una cantidad de equilibrio y todos se desintegran a la velocidad establecida por el padre original. Cuando se alcanza el equilibrio, cada isótopo hijo sucesivo está presente en proporción directa a su vida media. Desde su actividad es inversamente proporcional a su vida media, cada nucleido en la cadena de desintegración finalmente contribuye con tantas transformaciones individuales como la cabeza de la cadena.
Como puede verse en las figuras, la ramificación se produce en las cuatro series radiactivas. Eso significa que la descomposición de una especie determinada puede ocurrir de más de una manera. Por ejemplo, en la serie del torio, el bismuto-212 se desintegra parcialmente por emisión beta negativa a polonio-212 y parcialmente por emisión alfa a talio-206.
La cascada radiactiva influye significativamente en la radiactividad ( desintegraciones por segundo ) de muestras naturales y materiales naturales. Todos los descendientes están presentes, al menos transitoriamente, en cualquier muestra natural, ya sea metálica, compuesta o mineral. Por ejemplo, el uranio-238 puro es débilmente radiactivo (proporcional a su larga vida media), pero un mineral de uranio es aproximadamente 13 veces más radiactivo que el metal puro de uranio-238 debido a sus isótopos hijos (por ejemplo, radón, radio, etc.) contiene. Los isótopos de radio inestables no solo son emisores importantes de radiactividad, sino que, como etapa siguiente en la cadena de desintegración, también generan radón., un gas radiactivo pesado, inerte y de origen natural. El radón en sí mismo es un gas noble radiactivo, pero el problema principal es que es un medio de transporte desde el lecho rocoso a la atmósfera (o dentro de los edificios) para sus productos de desintegración de corta duración (Pb-210 y Po-210), que poseen mucha más salud. riesgos.
Radiación de uranio y sus productos de desintegración
La cascada de uranio influye significativamente en la radiactividad ( desintegraciones por segundo ) de muestras naturales y materiales naturales. Todos los descendientes están presentes, al menos transitoriamente, en cualquier muestra natural que contenga uranio, ya sea de metal, compuesto o mineral. Por ejemplo, el uranio-238 puro es débilmente radiactivo (proporcional a su larga vida media), pero un mineral de uranio es aproximadamente 13 veces más radiactivo que el metal puro de uranio-238 debido a sus isótopos hijos (por ejemplo, radón, radio, etc.) contiene. Los isótopos de radio inestables no solo son emisores importantes de radiactividad, sino que, como etapa siguiente en la cadena de desintegración, también generan radón, un gas radiactivo pesado, inerte y de origen natural.
Radiación del torio y sus productos de desintegración
La cascada de torio influye significativamente en la radiactividad ( desintegraciones por segundo ) de muestras naturales y materiales naturales. Todos los descendientes están presentes, al menos transitoriamente, en cualquier muestra natural que contenga torio, ya sea de metal, compuesto o mineral. Por ejemplo, el torio-232 puro es débilmente radiactivo (proporcional a su vida media prolongada), pero un mineral de torio es aproximadamente 10 veces más radiactivo que el metal torio-232 puro debido a sus isótopos hijos (por ejemplo, radón, radio, etc.) contiene. Los isótopos de radio inestables no solo son emisores importantes de radiactividad, sino que, como etapa siguiente en la cadena de desintegración, también generan radón, un gas radiactivo pesado, inerte y de origen natural.
Núcleo de tierra líquida
Los tres isótopos naturales del uranio ( 238 U, 235 U y 234 U) y el isótopo natural del torio tienen una vida media muy larga (por ejemplo, 4,47 × 10 9 años para 238 U). Debido a esta vida media muy larga, el uranio y el torio son débilmente radiactivos y contribuyen a niveles bajos de radiación natural de fondo en el medio ambiente. Estos isótopos son radioactivos alfa (emiten partículas alfa ), pero rara vez pueden sufrir una fisión espontánea .
Todos los isótopos de origen natural pertenecen a nucleidos primordiales , porque su vida media es comparable a la edad de la Tierra (~ 4,54 × 10 9 años). El uranio tiene la segunda masa atómica más alta de estos nucleidos primordiales, más ligero que el plutonio . Además, el calor de desintegración del uranio y el torio y sus productos de desintegración (por ejemplo, radón, radio, etc.) contribuye al calentamiento del núcleo de la Tierra. Junto con el potasio-40 en el manto de la Tierra, se cree que estos elementos son la principal fuente de calor que mantiene líquido el núcleo de la Tierra.
Radiación terrestre: ¿es peligrosa?
Debemos enfatizar, comer plátanos, trabajar como tripulación de vuelo de una aerolínea o vivir en lugares con, aumenta su tasa de dosis anual. Pero no significa que deba ser peligroso. En cada caso, la intensidad de la radiación también importa. Es muy similar al calor de un fuego (radiación menos energética). Si está demasiado cerca, la intensidad de la radiación de calor 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 a la radiación también de fuentes de radiación.
En el caso de las radiaciones terrestres , hablamos habitualmente de las llamadas “dosis bajas” . Dosis baja aquí significa pequeñas dosis adicionales comparables a la radiación de fondo normal ( 10 µSv = dosis diaria promedio recibida del fondo natural). Las dosis son muy bajas y, por tanto, la probabilidad de inducción de cáncer podría ser casi insignificante. En segundo lugar, y esto es fundamental, aún debe descubrirse la verdad sobre los efectos en la salud de las radiaciones de dosis baja. No se sabe exactamente si estas bajas dosis de radiación son perjudiciales o beneficiosas (y dónde está el umbral). Los organismos gubernamentales y reguladores asumen un modelo LNT en lugar de un umbral u hormesisno porque sea científicamente más convincente, sino porque es la estimación más conservadora . 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. Este fenómeno se conoce comoHormesis por radiación .
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Protección de radiación:
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