Radiación ionizante
Keywords: Radiación ionizante, Agua, Aire, Alimento, Aniquilación positrón-electrón, Carbón, Central nuclear, Corteza terrestre, Cáncer
La radiación ionizante es un flujo de partículas o fotones de elevada energía, procedentes del interior de los átomos, que producen ionización al atravesar la materia, es decir ionizan otros átomos, desplazando los electrones de sus órbitas y confiriéndoles propiedades fisicoquímicas distintas a los átomos. De forma general a las radiaciones ionizantes se les llama simplemente radiación.
Las radiaciones ionizantes ya sean electromagnéticas o corpusculares poseen una energía, longitud de onda y frecuencia tales que al interaccionar con un medio le transfieren energía suficiente para separar a un electrón de su átomo. La ionización es, por lo tanto, la formación de un par de iones, el negativo (el electrón libre) y el positivo (el átomo sin uno de sus electrones).
La radiación ionizante suele ser un fenómeno de la radiactividad, que procede de los átomos y está compuesta principalmente por partículas alfa, beta y rayos gamma.
Las radiaciones ionizantes interaccionan con la materia viva, produciendo diversos efectos, siendo una inmensa mayoría perjudiciales para la vida. Del estudio de esta interacción y de sus efectos se encarga la radiobiología.
| Tabla de contenidos |
Clasificación de las radiaciones ionizantes:
Alfa_beta_gamma_radiation.png
Según sean partículas o fotones e iones:
- Radiación electromagnética: Están formadas por fotones de alta energía como los rayos ultravioleta, rayos X, gamma y cósmicos.
- Radiación corpuscular: Incluye a las partículas alfa, beta, protones, neutrones...
Según la ionización producida:
- Radiación directamente ionizante: Suele comprender a las radiaciones corpusculares formadas por partículas cargadas que interaccionan de forma directa con los electrones y el núcleo de los átomos de moléculas blanco o diana como el oxígeno y el agua. Suelen poseer una alta transferencia lineal de energía.
- Radiación indirectamente ionizante: Está formada por las ondas electromagnéticas de alta energía que excitan a los electrones de los átomos, siendo estos los que ionizan a otros átomos. Suelen poseer una baja transferencia lineal de energía.
Según la fuente de la radiación ionizante:
- Radiación natural: Las fuentes naturales de radiación proceden del aire, los alimentos, la corteza terrestre y el espacio. Son radiaciones no inventadas ni fabricadas por el hombre. Se estima que más del 70% de la exposición a radiaciones ionizantes a la que está expuesta la población en general proviene de fuentes naturales, que no pueden ser evitadas.
- Las radiaciones artificiales: Están producidas por medio de ciertos aparatos inventados por el hombre como los aparatos utilizados en radiología o algunos empleados en radioterapia. La naturaleza física de las radiaciones artificales son idénticas a las naturales, es decir, los rayos X naturales y los rayos X artificiales son ambos rayos X. Ejemplos de fuentes artificiales de radiación son los aparatos de rayos X, de aplicación médica o industrial, y las centrales nucleares, de aplicación energética.
Radiaciones ionizantes y salud
thumb|400px|Exposición a las radiaciones ionizantes en humanos. Los seres vivos están expuestos a niveles bajos de radiación ionizante procedente del sol, las rocas, el suelo, fuentes naturales del propio organismo, residuos radioactivos de pruebas de armas nucleares en el pasado, de ciertos productos de consumo y de materiales radioactivos liberados desde hospitales y desde plantas de energía nuclear y de carbón.
Los seres humanos expuestos a mayor cantidad de radiaciones son los pilotos, asistentes de vuelo, astronautas, personal médico o de rayos X, o los que trabajan en una planta industrial o de energía nuclear. Además se recibe una exposición adicional con cada examen de rayos X y de medicina nuclear, y la cantidad depende del tipo y del número de exploraciones.
No se ha demostrado que la exposición a bajos niveles de radiación ionizante del medio ambiente afecte la salud de seres humanos. Sin embargo, se sabe que, aún en dosis moderadas, las radiaciones ionizantes aumentan la probabilidad de contraer cáncer, y que esta probabiidad aumenta con la dosis recibida. Además, la exposición a altas dosis de radiación ionizante puede causar quemaduras de la piel, caída del cabello, náuseas, trastornos congénitos, enfermedades y la muerte. Los efectos dependerán de la cantidad de radiación ionizante recibida y de la duración de la irradiación, y de factores personales tales como el sexo, edad a la que se expuso, y del estado de salud y nutrición. Aumentar la dosis produce efectos más graves.
- Véase también: Envenenamiento por radiación.
Utilidad de las radiaciones ionizantes
Las radiaciones ionizantes tienen aplicaciones muy importantes en la industria y en la medicina. En la industria, las radiaciones ionizantes pueden ser útiles para la producción de energía, para la esterilización de alimentos, para conocer la composición interna de diversos materiales y para detectar errores de fabricación y ensamblaje. En el campo de la medicina, las radiaciones ionizantes también cuentan con numerosas aplicaciones beneficiosas para el ser humano. Con ellas se pueden realizar una gran variedad de estudios diagnósticos (Medicina Nuclear y Radiología) y tratamientos (Medicina Nuclear y Radioterapia).
Interacción de la radiación con la materia
Concretamente los rayos gamma interaccionan con la materia con tres mecanismos distintos.
- Absorción fotoeléctrica: Es una interacción en la que el fotón gamma incidente desaparece. En su lugar, se produce un fotoelectrón de una de las capas electrónicas del material absorbente con una energía cinética procedente de la energía del fotón incidente, menos la energía de ligadura del electrón en su capa original.
- Efecto Compton: Es una colisión elástica entre un electrón ligado y un fotón incidente, siendo la división de energía entre ambos dependiente del ángulo de dispersión.
- Producción de pares: El proceso ocurre en el campo de un núcleo del material absorbente y corresponde a la creación de un par electrón - positrón en el punto en que desaparece el fotón gamma incidente. Debido a que el positrón no es una partícula estable, una vez que su energía cinética se haga despreciable se aniquilará o se combinará con un electrón del material absorbente.
Unidades de medida de la radiación ionizante
Los seres humanos no poseemos ningún sentido que perciba las radiaciones ionizantes. Existen diversos tipos de instrumentos que pueden captar y medir la cantidad de radiación ionizante que absorbe la materia.
Existen varias unidades de medida de la radiación ionizante, unas tradicionales y otras del sistema internacional de unidades (SI).
- Unidades tradicionales: Son el Roentgen, el rad, el rem.
- Unidades del sistema internacional: Son cada las más utilizadas como Gray (Gy) y el Sievert (Sv).
categoría:física