miércoles, 15 de septiembre de 2021

Contaminación radiactiva: una definición rápida

  • Presencia indeseada de uno o más radionucleidos en el ser humano o en el entorno que le rodea y que puede producir serios problemas a la salud o al medio ambiente. [1]

Por un lado, hablamos de contaminación radiactiva personal cuando se observa la presencia indeseada de radionucleidos en los organismos vivos, pudiendo llegar a producir lesiones permanentes (p. ej. mutaciones genéticas) o incluso la muerte. Por otro lado, cuando los radionucleidos se encuentran en el ambiente se denomina contaminación radiactiva ambiental.

En abril del año 1986, en la planta soviética de Vladímir Illich Lenin, conocida popularmente como Chernóbil, se produjo el primer gran accidente nuclear de la Historia. Debido al peligro que la contaminación radiactiva ambiental podía ocasionar a las personas que vivían cerca de la central nuclear, se determinó delimitar una zona de exclusión de aproximadamente 30 kilómetros. De acuerdo con el estudio realizado por la Organización Mundial de la Salud (2005), la contaminación radiactiva del accidente nuclear ha ocasionado aproximadamente 4.000 casos de cáncer de tiroides y de hecho hasta 4.000 personas están en riesgo de morir a consecuencia de dicha contaminación [2].



Referencias

[1] Consejo de Seguridad Nuclear. La protección radiológica en el medio sanitario. España: Departamento de publicación del Consejo de Seguridad Nuclear. 2012.

[2] Organización Mundial de la Salud.  (2005). Chernobyl: the true scale of the accident [Recurso online]. Disponible en: https://who.int 


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Jacob Sierra Díaz 

lunes, 13 de septiembre de 2021

Radiactividad: una definición rápida

Sustantivo femenino

  • Proceso de desintegración espontánea de un núcleo atómico, con emisión de partículas o de radiación electromagnética. [1]

En el año 1896 Becquerel descubrió la radiactividad en el uranio y, más tarde, Marie (Sklodowska) Curie lo hizo con el torio. Denominamos periodo de transformación radiactiva al tiempo necesario para que la mitad de los núcleos del elemento en cuestión se desintegren y suelen ser distintos tiempos de un núcleo a otro. Lo cierto es que la radiactividad puede representar un peligro para los seres vivos debido a la emisión de rayos ionizantes. Sin embargo, también es justo decir que esta emisión de rayos también se emplean para fines médicos. La radiactividad también se usa para fechar elementos o materiales gracias a la ley de decrecimiento radiactivo.





Referencia

[1] Larousse Editorial. El pequeño Larousse Ilustrado (3 Ed). España: Larousse, 2019.


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Jacob Sierra Díaz

domingo, 12 de septiembre de 2021

Átomo: una definición rápida

 Sustantivo masculino que deriva de la palabra latina atomus.

  • Dícese de la partícula más pequeña de un elemento químico que sigue poseyendo todas sus características y puede entrar en combinación. [1]

Un átomo está compuesto por un núcleo central que tiene una carga eléctrica positiva. Dentro del núcleo encontramos unas partículas sin carga que llamamos neutrones y unas partículas con carga positiva que llamamos protones. Alrededor del núcleo encontramos una nube de electrones con una carga eléctrica negativa que gira a su alrededor describiendo órbitas elípticas muy rápidas y con una onda asociada que les comunica una energía característica cuántica. 

Cada átomo se caracteriza por dos constantes: el número atómico, que es el número de protones que encontraremos en su núcleo; y la masa atómica, que es el número total de todas sus partículas. El núcleo posee una masa ligeramente inferior a la de las partículas que lo constituyen. Esta pérdida de masa nos da una indicación de la energía liberada en la formación del átomo y se expresa en la famosa fórmula relativista de Einstein E = m · c^2, donde la c es la velocidad de la luz en el vacío. 

De acuerdo con el principio de incertidumbre, los electrones orbitan el núcleo en distintos niveles o capas, lo que hace que se definan los niveles de energía, pero que sea imposible localizar la posición y velocidad de cada uno de ellos.




Referencia

[1] Larousse Editorial. El pequeño Larousse Ilustrado (3 Ed). España: Larousse, 2019.


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Jacob Sierra Díaz 

viernes, 10 de septiembre de 2021

Radiación Ionizante versus Radiación No Ionizante

En muchas ocasiones diarias hemos escuchado o leído el término radiación. De hecho, lo más seguro es que lo hayamos visto acompañado de un "apellido": radiación ionizante o radiación no ionizante. Pero, ¿qué significan realmente el "apellido" ionización?, ¿qué tipo de radiaciones son las que se producen en una central nuclear?, ¿los teléfonos móviles producen radiaciones ionizantes?... ¡Tratemos de dar respuesta a estas preguntas!


Vamos a empezar desde el principio. Podemos decir que, para este contexto, la radiación es energía. De hecho, la radiación tiene la capacidad de ser lanzada desde su fuente original a través de ondas de energía o partículas energizadas. Entonces, todo el conjunto de longitudes de onda es lo que forman el conocido como espectro electromagnético. Básicamente, es a partir del concepto de energía del que surgen dos tipos generales de radiaciones [1]: por un lado las que tienen una gran cantidad de energía y, por el otro, las que no tienen tanta cantidad de energía.

  • La radiación ionizante contiene tanta energía que puede destruir los electrones de los átomos que la onda de energía o partícula energizada encuentre a su paso. Esto es lo que conocemos como ionización, es decir, la capacidad de eliminar los electrones de los átomos (o si se prefiere de esta forma más radical, destruir el átomo).

  • Por el contrario, la radiación no ionizante no tiene la suficiente energía para comprometer la estabilidad de los átomos de una molécula que encuentre a su paso. En efecto, este tipo de radiación puede hacer vibrar a los átomos por su paso (p. ej. microondas) pero su energía nunca será tan fuerte como para destruirlos.

Como acabamos de ver, el tipo de radiación se trata de una cuestión de energía. Pues bien, si la frecuencia de la fuente supera los 300 GHz, podemos hablar de radiación ionizante (suele estar en el extremo derecho del espectro electromagnético). Un ejemplo claro de equipo que emite radiación ionizante sería un generador de rayos X para hacer una radiografía. Esta radiación ionizante es la que está también presente en las centrales nucleares.

Hablar de la radio, de nuestro propio microondas, de las antenas de telefonía móvil o incluso de la propia luz visible que nos posibilita ver por nuestros ojos es hablar de radiación no ionizante. Como acabamos de ver, bajo estas fuentes de energía, los átomos podrán vibrar, pero su energía no será los suficientemente significativa como para desestabilizar un átomo. Por lo tanto, los teléfonos móviles que llevamos en el bolsillo no son fuentes de radiación ionizantes ya que no superan los 300 GHz; de hecho, si acercásemos un contador Geiger (dispositivo para medir la radiación ionziante) a un móvil nos daremos cuenta que los valores no suben a causa de la actividad del dispositivo (ni siquiera cuando está realizando una llamada).






Referencias

[1] R. R. Näf Cortes. (2016, 28 febrero).  ¿Cuál es la diferencia entre la radiación ionizante y la no ionizante? [Recurso online]. Disponible en: https://prevencion.fremap.es



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Jacob Sierra Díaz

miércoles, 8 de septiembre de 2021

Origen del símbolo de la radiación ionizante

La mayoría de las personas del mundo conocen el símbolo que observas a la izquierda. Ya sea porque lo hayan visto en películas, series, dibujos animados, videojuegos o en la puerta de una sala del hospital. En efecto, esta señal, que coloquialmente se le conoce como trébol radiactivo, se usa para avisar de la presencia de sustancias, materiales o efectos radiactivos (ionizantes) en el entorno. Hoy vamos a conocer su historia. Preguntas como ¿cuándo y dónde se usó por primera vez?, ¿quién lo diseñó?, ¿por qué una señal que recuerda a una hélice de avión?, ¿qué colores se usaron en la señal original?, ¿cómo llegó a ser una señal internacionalmente empleada? o ¿qué otras versiones existen del trébol radiactivo? son las que vamos a tratar de dar respuesta aquí. ¡Descubramos todo lo que esconde este curioso diseño!


Corría el año 1946 en la Universidad de Berkeley (Estados Unidos), cuando en una noche cerrada el grupo de ingenieros y profesores del Departamento de Radiación debatían sobre una señal para advertir del peligro que podían tener los materiales radiactivos que estaban usando. Tras varias propuestas, el ingeniero mecánico Cyrill Orly propuso un círculo central que representase un átomo y tres rayos que representasen la radiación alfa, beta y gamma, formando una especie de hélice. De esta manera se estaba representando de la forma más simple posible que un átomo estaba emitiendo radiación ionizante. Además, este diseño contaba con una ventaja frente a otras propuestas, y es que el símbolo era fácil de reproducir. Se podían hacer esténciles de una manera muy sencilla y reproducir la señal en cualquier superficie. Lo cierto es que desconocemos si anteriormente a esa noche hubo algún otro diseño para advertir de la presencia de este tipo de materiales. Pero, la propuesta de Orly fue la que más gustó y la que finalmente se aplicó [1].

El símbolo original, distaba mucho del que conocemos hoy en día. Por aquel entonces, se usaron dos colores atípicos: el magenta para la señal propiamente dicha y el azul para el fondo. La elección de estos colores no fue por gusto, sino por una cuestión práctica. El magenta era un pigmento muy costoso y ninguna señal lo tenía. Por el mismo motivo, el azul era un color muy poco habitual en los laboratorios. Entonces estos dos colores "resaltarían" con el resto de instrumental y materiales del lugar, permitiendo que el aviso no pasase desapercibido por nadie de la universidad. 


Bien es cierto que originalmente iba a ser una "señal local", es decir, una señal que solo se aplicase en los laboratorios y pasillos de la Universidad de Berkeley. Sin embargo, como ya se puede adivinar, este símbolo traspasó las paredes de la universidad hasta llegar a ser un símbolo internacionalmente usado. Como era lógico, los colores propuestos en las primeras señales no destacaban en los espacios abiertos. Incluso mucha gente no asociaba el azul o el magenta con el peligro real que conllevaba el mensaje de este símbolo. Así, en la década de 1950 la Amercian National Standards Institute (ANSI) obligó a cambiar los colores de la señal por el negro y el amarillo usando además un triángulo (forma geométrica que para las señalizaciones indica peligro) [2]. El cambio de colores también fue necesario con el objetivo de perdurar en el tiempo. Una señal amarilla y negra dura el doble de tiempo en espacios abiertos que una señal azul o magenta, la cual se "invisibilizaría" rápidamente con una larga exposición al Sol.


A finales del siglo pasado, los organismos internacionales tenían una gran preocupación por el hecho de que la mayoría de la población mundial no sabía interpretar adecuadamente este símbolo, sobre todo en los países en vía de desarrollo. En la década de los años 90 el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA, o IAEA por sus siglas en inglés) descubrió que la mayoría de la gente, en especial en Brasil o en Kenia, no sabía interpretar el significado de esta señal. De este modo, en el año 2000 se propuso la modificación del símbolo en la Conferencia Internacional de Protección Radiológica, celebrada en Argentina.

Finalmente, en el año 2007, la International Organization for Standarization (ISO) dio a conocer el nuevo símbolo para advertir de los potenciales peligros de estar cerca de una fuente radiactiva potencialmente peligrosa. Esta nueva señal no pretendía sustituir a la famosa señalización amarilla y negra (también hay señales amarillas y rojas), sino más bien poder tener una nueva herramienta para que la gente pudiese entender que se podrían morir o tener lesiones irreparables si se quedaban mucho tiempo en la zona donde estuviese ubicada la nueva señal. Esta nueva señal triangular seguiría teniendo el ya famoso trébol radiactivo, pero esta vez iría acompañada de una especie de lluvia de rayos radiactivos, una clavera (signo que mundialmente se asocia con la muerte) y de una persona corriendo o saliendo de ahí (signo ISO de salida). La señal se completó con un color rojo fuerte (color usado para la prohibición o el peligro). De acuerdo con MacKenzie [3], eligieron esta señal no para educar a la gente sobre qué es la radiación ionizante, sino para sencillamente alertarla de que debían de huir de esa zona lo más rápido posible ("we cannot teach the world about radiation, but we can warn people about dangerous sources fro the price of a sticker" [3]). Esta señal se suele ver en lugares extremadamente peligrosos debido a la radiación ionziante.


Referencias

[1] N. Pereda. (2014, 15 diciembre). ¿Cuál es el origen del trébol radiactivo? [Recurso online]. Disponible en: https://desayunoconfotones.org

[2] Anfrix. (2021, 08 septiembre). El significado del símbolo de la radiactividad y su origen [Recurso Online]. Disponible en: https://anfrix.com

[3] International Atomic Energy Agency. (2007, 15 febrero). New radiation symbol, interview with Carol MacKenzie [Entrevista en vídeo]. Disponible en: https://iaea.org

 

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Jacob Sierra Díaz

lunes, 6 de septiembre de 2021

Un breve apunte sobre los efectos de la radiación ionizante en la vida

La palabra átomo significa indivisible. Esto significa que los antiguos científicos creían que el átomo era la parte más pequeña de la materia, los pequeños ladrillos que formaban todo lo que veíamos y tocábamos. Por supuesto, en la actualidad sabemos que el átomo se compone a su vez de "piezas" más pequeñas tales como el núcleo (formado a su vez por protones y neutrones) y los electrones (las partículas que giran a su alrededor).

¿Qué hace que los protones, neutrones y electrones estén unidos? La respuesta corta y rápida es la Física. Diremos que, en condiciones estándar, las partículas del átomo estarán fuertemente unidas. Sin embargo, si introdujésemos o extrajésemos de este sistema atómico un neutrón, se desestabilizará todo. Este proceso de "romper los enlaces" se llama desintegración radiactiva. Dicha desintegración no es gratuita y produce una gran cantidad de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas que el ojo no puede ver, llamadas radiaciones [1]. A todo este proceso lo denominamos fisión nuclear y es el mismo proceso básico por el que se genera electricidad en las centrales nucleares.



Desde luego no todos núcleos de los átomos son igual de "rompibles". Por ejemplo el uranio 235 tiene la capacidad de absorber cualquier neutrón que choque él, lo que produce que el átomo aumente de peso, se vuelva inestable y inevitablemente se rompa en varios fragmentos liberando a su vez gran cantidad de neutrones. Cuando estos neutrones se absorben por los átomos cercanos de uranio 235 se repite nuevamente el mismo proceso de desintegración.

Esta energía que llamamos radiación penetra en la materia, arrancando los electrones de los átomos a través de un proceso que denominamos ionización. Por supuesto, dicha materia puede ser tejido biológico y puede dar lugar a alteraciones en las moléculas que componen los tejidos de los seres vivos, alterando la pieza fundamental de la vida: el ADN. 

En definitiva, las radiaciones ionizantes proceden de la desintegración atómica que mediante partículas u ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia pueden producir la ionización o, dicho de una forma más coloquial, la ruptura de los enlaces de un átomo que componen las partes más importantes de las células y los tejidos biológicos. Si bien es cierto que vivimos en un Universo (y por extensión en un planeta) radioactivo, lo que produce las alteraciones genéticas debido a este fenómeno no es el hecho en sí de que se produzca sino de la "cantidad de bombardeo que genera la radiación ionizante sobre el resto de átomos" o, dicho de otra forma más formal, la dosis de radiación recibida.


Referencias

[1]  Consejo de Seguridad Nacional. (2021, 06 septiembre). Radiación ionizante [Recurso online]. Disponible en: https://www.csn.es



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Jacob Sierra Díaz

sábado, 4 de septiembre de 2021

Las tres radiaciones

Básicamente, la palabra radiación es sinónimo de energía. En el año 1896 Henri A. Becquerel descubrió que el mineral de uranio emitía constantemente un tipo de radiación muy misteriosa y muy penetrante. Con el paso del tiempo, y gracias a las investigaciones de Pierre Curie y Marie (Sklodowska) Curie, a este tipo de radiación se le dio el nombre de radiación ionizante. Gracias a sus investigaciones supimos que este tipo de radiación procede de átomos inestables que están sometidos a la denominada desintegración radiactiva. 


Al realizar un profundo análisis de la radiactividad se descubrió que realmente estábamos ante tres clases distintas de radiaciones en forma de partículas en movimiento o rayos. De acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) [1] tres tipos distintos de rayos se les nombró con tres letras del alfabeto griego: alfa (α), beta (β) y gamma (γ).

  • Partículas alfa (α). Partículas con carga positiva compuestas por dos protones y dos neutrones del núcleo del átomo. Proceden de la desintegración de los elementos radiactivos más pesados tales como el uranio, el radio o el polonio.
    • Las partículas alfa (α) contienen mucha energía, sin embargo son tan pesadas (dos protones y dos neutrones) que "no se pueden alejar" demasiado de su átomo. Los rayos alfa no penetran el grosor de un folio. Por lo tanto, el impacto de este tipo de partículas en el cuerpo humano quedaría detenida por la piel sana. Dicho de otra forma, no son tan peligrosas si no entran dentro del cuerpo mediante heridas o por inhalación o ingestión.

  • Partículas beta (β). Se tratan de partículas muy diminutas y con una carga eléctrica negativa "enviadas" desde el núcleo de un átomo durante su desintegración radiactiva tales como el carbono 14, el hidrógeno 3 o el estroncio 90.
    • Las partículas beta (β) se caracterizan por ser más penetrantes que las alfa (pueden ser detenidas por una fina plancha de aluminio), pero también son menos dañinas para el ADN ya que las ionizaciones son más espaciadas.

  • Rayos gamma (γ). Los rayos gamma reciben el nombre de rayos porque son paquetes sin peso de energía que llamamos fotones. A diferencia de las partículas anteriores, que en muchos lugares también se las denomina rayos, los rayos gamma son pura energía. Estos rayos gamma suelen ser emitidos junto con las partículas alfa o beta durante la desintegración radiactiva del átomo.
    • Si bien estos tres tipos de radiación requieren tener un especial cuidado, los rayos gamma (γ) son un gran peligro para todo el cuerpo ya que tienen una gran capacidad de penetración. Tan solo un grueso muro de hormigón, cemento o plomo pueden detener este tipo de rayos. Si los rayos gamma pasan por el cuerpo pueden provocar ionizaciones que dañen seriamente los tejidos y el ADN.



Referencias

[1]  Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. (2021, 05 septiembre). Tipos de radiación ionizante [Recurso online]. Disponible en: https://espanol.epa.gov

 

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Jacob Sierra Díaz