Radioactividad

¿De donde proviene la radiactividad ?

La radiactividad es una propiedad natural que poseen algunos elementos quimicos de emitir particulas u ondas electromagneticas. Los nucleos atomicos se desintegran en particulas alfa (compuestas de nucleos de atomos de helio por lo que presentan carga positiva y poca velocidad) beta (que consta de electrones, cargados negativamente) o rayos gamma neutros

-Rayos Gamma, beta & alfa

La clasificación de los diferentes tipos de radiación se realizó entre los años 1898 y 1902 porRutherford

El esquema obedece la capacidad de penetración de la radiación en la materia.

•Las partículas alfa emitidas por los radionucleidos naturales no son capaces de atravesar una hoja de papel o la piel humana y se frenan en unos pocos centímetros de aire. Sin embargo, si un emisor alfa es inhalado ingerido o entra en el organismo a través de la sangre (por ejemplo una herida) puede ser muy nocivo.

•Las partículas beta son electrones. Los de energías más bajas son detenidoss por la piel, pero la mayoría de los presentes en la radiación natural pueden atravesarla. Al igual que los emisores alfa, si un emisor beta entra en el organismo puede producir graves daños.

•Los rayos gamma son los más penetrantes de los tipos de radiación descritos. La radiación gamma suele acompañar a la beta y a veces a la alfa. Los rayos gamma atraviesan fácilmente la piel y otras sustancias orgánicas, por lo que puede causar graves daños en órganos internos

Radiaciones Ionizantes

Son radiaciones electromagnéticas o flujos de partículas que tienen la energía suficiente como para romper las uniones moleculares, formando iones.

Están constituidas por los rayos X, rayos gamma, las partículas alfa, beta y los neutrones

EFECTOS BIOLOGICOS

1. Las radiaciones pueden interacturar en cualquier parte de la célula.

2. Los efectos producidos por las radiaciones no se distinguen de otros producidos por otros agentes externos (químicos etc).

3. Los efectos no se manifiestan imediatamente pueden pasar dias, meses o años.

4. Existe una relación directa del efecto biológico con respecto a las dosis recibidas.

Clasificación de las radiaciones ionizantes

Representación sencilla del poder de penetración de los distintos tipos de radiación ionizante. Una partícula alfa no penetra una lámina de papel, una beta no penetra una lámina de metal y un fotón penetra incluso grandes espesores de metal u hormigón.

Según sean fotones o partículas

• Radiación electromagnética: este tipo de radiacion esta formada por fotones con energía suficiente como para ionizar la materia (es decir, superior a unas decenas de electronvoltios). Según su origen y su energía se clasifican en rayos X y rayos gamma.

• Radiación corpuscular: incluye a las partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones y positrones de alta energía), protones, neutrones y otras partículas que sólo se producen por los rayos cósmicos o en aceleradores de muy alta energía, como los piones o los muones.

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 transferencia lineal de energía alta.

• Radiación indirectamente ionizante: está formada por las partículas no cargadas como los fotones, los neutrinos o los neutrones, que al atravesar la materia interaccionan con ella produciendo partículas cargadas siendo éstas las que ionizan a otros átomos. Suelen poseer una baja transferencia lineal de energía.

Según la fuente de la radiación ionizante

• Las radiaciones naturales: proceden de radioisótopos que se encuentran presentes en el aire (como por ejemplo el 222Rn o el 14C), el cuerpo humano (p. ej. el 14C o el 235U), los alimentos (p. ej. el 24Na o el 238U)), la corteza terrestre (y por tanto las rocas y los materiales de construcción obtenidos de éstas, como el 40K), o del espacio (radiación cósmica). Son radiaciones no producidas por el hombre. Más del 80% de la exposición a radiaciones ionizantes en promedio a la que está expuesta la población proviene de las fuentes naturales.

• Las radiaciones artificiales: están producidas mediante ciertos aparatos o métodos desarrollados por el ser humano, como por ejemplo los aparatos utilizados en radiología, algunos empleados en radioterapia, por materiales radiactivos que no existen en la naturaleza pero que el ser humano es capaz de sintetizar en reactores nucleares o aceleradores, o por materiales que existen en la naturaleza pero que se concentran químicamente para utilizar sus propiedades radiactivas. La naturaleza física de las radiaciones artificiales es idéntica a la de las naturales. Por ejemplo, los rayos X naturales y los rayos X artificiales son ambos rayos X (fotones u ondas electromagnéticas que proceden de la desexcitación de electrones atómicos). Ejemplos de fuentes artificiales de radiación son los aparatos de rayos X, de aplicación médica o industrial, los aceleradores de partículas de aplicaciones médicas, de investigación o industrial, o materiales obtenidos mediante técnicas nucleares, como ciclotrones o centrales nucleares.

Los restos de las explosiones de bombas en la segunda guerra mundial, en las pruebas atómicas llevadas a cabo en la atmósfera por las potencias nucleares durante el inicio de la Guerra Fría, o las debidas al accidente de Chernobyl dan lugar a una presencia ubicua de radioisótopos artificiales procedentes de la fisión (principalmente 137Cs). Los isótopos de semiperiodo más largo serán detectables durante decenas de años en toda la superficie terrestre.

EFECTOS DE LA RADIACIÓN EN LAS CÉLULAS

Cuando la radiación ionizante incide sobre un organismo vivo, la interacción a nivel celular se puede llevar a cabo en las membranas, el citoplasma, y el núcleo.

Si la interacción sucede en alguna de las membranas se producen alteraciones de permeabilidad, lo que hace que puedan intercambiar fluidos en cantidades mayores que las normales. En ambos casos la célula no muere, pero sus funciones de multiplicación no se llevan a cabo. En el caso en que el daño es generalizado la célula puede morir.

En el caso en que la interacción sucede en el citoplasma, cuya principal sustancia es el agua, al ser ésta ionizada se forman radicales químicamente inestables. Algunos de estos radicales tenderán a unirse para formar moléculas de agua y moléculas de hidrógeno (H), las cuales no son nocivas para el citoplasma. Otros se combinan para formar peróxido de hidrógeno (H202), el cual sí produce alteraciones en el funcionamiento de las células. La situación más crítica se presenta cuando se forma el hidronio (HO), el cual produce envenenamiento.

Cuando la radiación ionizante llega hasta el núcleo de la célula, puede producir alteraciones de los genes e inclusive rompimiento de los cromosomas, provocando que cuando la célula se divida lo haga con características diferentes a la célula original. Esto se conoce como daño genético de la radiación ionizante, que si se lleva a cabo en una célula germinal (espermatozoide u óvulo) podrá manifestarse en individuos de futuras generaciones.

Por lo expuesto, vemos que la radiación ionizante puede producir en las células: aumento o disminución de volumen, muerte, un estado latente, y mutaciones genéticas.

Vale la pena mencionar que estas propiedades destructivas de la radiación se pueden transformar en un beneficio. La radioterapia busca eliminar tejidos malignos en el cuerpo aplicándoles altas dosis de radiación. Sin embargo, por la naturaleza de la radiación, es inevitable afectar otros órganos sanos cercanos. En un buen tratamiento de radioterapia se proporciona la dosis letal al tumor, tratando de que sea mínima la exposición de otras partes del cuerpo.

henri becquerel

En el año 1896 descubrió accidentalmente una nueva propiedad de la materia que posteriormente se denominó radiactividad. Este fenómeno se produjo durante su investigación sobre la fosforescencia. Al colocar sales de uranio sobre una placa fotográfica en una zona oscura, comprobó que dicha placa se ennegrecía. Las sales de uranio emitían una radiación capaz de atravesar papeles negros y otras sustancias opacas a la luz ordinaria. Estos rayos se denominaron en un principio rayos Becquerel en honor a su descubridor. También este personaje gracias a sus valiosas investigaciones y descubrimientos hizo aportes al modelo atómico.

Tras el descubrimiento, a finales de 1895, de los Rayos X por Wilhelm Röntgen, Becquerel observó que éstos, al impactar con un haz de rayos catódicos en un tubo de vidrio en el que se ha hecho el vacío, se tornaban fluorescentes. A raíz de esta observación, se propuso averiguar si existía una relación fundamental entre los rayos X y la radiación visible, de tal modo que todos los materiales susceptibles de emitir luz, estimulados por cualquier medio, emitan, así mismo, rayos X.

Para comprobar esta hipótesis, colocó cristales

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