Radiacion

Radiación :

Para otros usos de este término, véase Radiación (desambiguación). El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.

Introducción:

La radiación propagada en forma de ondas electromagnéticas (rayos UV, rayos gamma, rayos X, etc.) se llama radiación electromagnética, mientras que la llamada radiación corpuscular es la radiación transmitida en forma de partículas subatómicas (partículas α, partículas β, neutrones, etc.) que se mueven a gran velocidad, con apreciable transporte de energía.Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en el medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario se habla de radiación no ionizante. El carácter ionizante o no ionizante de la radiación es independiente de su naturaleza corpuscular u ondulatoria. Son radiaciones ionizantes los rayos X, rayos γ, partículas α y parte del espectro de la radiación UV entre otros. Por otro lado, radiaciones como los rayos UV y las ondas de radio, TV o de telefonía móvil, son algunos ejemplos de radiaciones no ionizantes.

Elementos radiactivos:

Artículo principal: Radiactividad

Algunas substancias químicas están formadas por elementos químicos cuyos núcleos atómicos son inestables. Como consecuencia de esa inestabilidad, sus átomos emiten partículas subatómicas de forma intermitente y aleatoria.1 En general son radiactivas las sustancias que presentan un exceso de protones o neutrones. Cuando el número de neutrones difiere del número de protones, se hace más difícil que la fuerza nuclear fuerte debida al efecto del intercambio de piones pueda mantenerlos unidos.1 Eventualmente el desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de partículas α que son realmente núcleos de helio, partículas β que pueden ser electrones o positrones. Estas emisiones llevan a dos tipos de radiactividad: Radiación α, que aligera los núcleos atómicos en 4 unidades básicas, y cambia el número atómico en dos unidades.1 Radiación β, que no cambia la masa del núcleo, ya que implica la conversión de un protón en un neutrón o viceversa, y cambia el número atómico en una sola unidad (positiva o negativa, según la partícula emitida sea un electrón o un positrón).1 Además existe un tercer tipo de radiación en que simplemente se emiten fotones de alta frecuencia, llamada radiación γ. En este tipo de radicación lo que sucede es que el núcleo pasa de un estado excitado de mayor energía a otro de menor energía, que puede seguir siendo inestable y dar lugar a la emisión de más radiación de tipo α, β o γ. La radiación γ es un tipo de radiación electromagnética muy penetrante debido a que los fotones no tienen carga eléctrica, así como ser inestables dentro de su capacidad molecular dentro del calor que efectuasen entre sí.1

Radiación térmica:

Cuando un cuerpo está más caliente que su entorno, pierde calor hasta que su temperatura se equilibra con la de dicho entorno. Este proceso de pérdida de calor se puede producir por tres tipos de procesos: conducción, convección y radiación térmica. De hecho, la emisión de radiación puede llegar a ser el proceso dominante cuando los cuerpos están relativamente aislados del entorno o cuando están a temperaturas muy elevadas. Así, un cuerpo muy caliente emitirá, por norma general, gran cantidad de ondas electromagnéticas. La cantidad de energía radiante emitida o calor radiado viene dada por la Ley de Stefan-Boltzmann. De acuerdo con esta ley, dicho calor radiado es proporcional a su temperatura absoluta elevada a la cuarta potencia:

P = \alpha \left(\sigma T^4 \right) S\,

Donde; P es la potencia radiada. α es un coeficiente que depende de la naturaleza del cuerpo; α = 1 para un cuerpo negro perfecto. S es el área de la superficie que radia. σ es la constante de Stefan-Boltzmann, que tiene un valor de 5,67 × 10−8 W/m²K4. T es la temperatura absoluta.

Tipos de radiación:

Radiación electromagnética, Radiación ionizante,Radiación térmica,Radiación de Cerenkov, Radiación corpuscular, Radiación solar ,Radiación nuclear,Radiación de cuerpo negro, Radiación no ionizante,Radiación cósmica.

Efectos de la radiación en los seres vivos:

Efectos sobre el hombre

Según la intensidad de la radiación y en que parte del cuerpo se produjo, el enfermo puede llegar a morir en el plazo de unas horas a varias semanas. Si sobrevive, sus expectativas de vida quedan sensiblemente reducidas. Los efectos nocivos de la radiactividad se acumulan hasta que una exposición mínima se convierte en peligrosa después de cierto tiempo. Las condiciones que se expresan cuando alguien es víctima de enfermedad por radiación son: náuseas,vómitos,convulsiones,delirios,dolores de cabeza,diarrea,pérdida de cabellera, pérdida de dentadura, reducción de los glóbulos rojos en la sangre,

reducción de los glóbulos blancos en la sangre, daño al conducto gastrointestinal, perdida de la mucosa de los intestinos,hemorragias,esterilidad,infecciones bacterianas,cáncer,leucemia, cataratas,daños genéticos,daño cerebral,daños al sistema nervioso,cambio del color de pelo a gris,quemaduras.

Efectos sobre animales:

Si los animales son irradiados, a los pocos días presentan diarrea, irritabilidad, pérdida de apetito y apatía. Pueden quedar estériles según el grado de exposición. Cuando son afectados por la radiación, los órganos internos se contaminan y algunos elementos radiactivos se introducen en los huesos, dónde permanecen toda la vida disminuyendo las defensas del organismo, y haciéndo al animal presa fácil para las enfermedades. Para eliminar la radiación en los animales, la solución es tiempo y cuidado, además de no seguir expuestos a productos radiactivos. Si se consumen animales, deben evitarse los huesos y los órganos, ya que podrían contener restos de radiación.

Transferencia lineal de energía (LET):

La transferencia lineal de energía o LET (Linear Energy Transfer) es una medida que indica la cantidad de energía "depositada" por la radiación en el medio continuo que es atravesado por ella. Técnicamente se expresa como la energía transferida por unidad de longitud. El valor de la LET depende tanto del tipo de radiación como de las características del medio material traspasado por ella. La LET se relaciona de manera directa con dos propiedades muy importantes en el análisis de las radiaciones: la capacidad de penetración y la cantidad de "dosis" que depositan: Un haz de radiación de alta LET (e. g. partículas α) depositará toda su energía en una región pequeña del medio, por lo que perderá su energía rápidamente y no podrá atravesar grosores considerables. Por el mismo motivo dejará una dosis alta en el material. Un haz de radiación de baja LET (e. g. la radiación electromagnética y γ-radiación gamma-) depositará su energía lentamente, por lo que antes de haber perdido toda su energía será capaz de atravesar un gran espesor de material. Por ello dejará una dosis baja en el medio que atraviesa. Esto explica por qué podemos protegernos de las partículas α con una simple capa de aire y, sin embargo, es necesario un gran espesor de plomo u otro metal pesado para protegernos de los rayos gamma. Biológicamente estas medidas son importantes, ya que diversas radiaciones pueden causar daños a la salud según la intesidad de la radiación o la LET a la que se exponga el cuerpo humano. Además es importante notar que las dosis no sólo dependen de la LET. Espectro electromagnético:

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir ver el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación. Diagrama del espectro electromagnético, mostrando el tipo, longitud de onda con ejemplos, frecuencia y temperatura de emisión de cuerpo negro. El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo (véase Cosmología física) aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.

Rango energético del espectro:

El espectro electromagnético cubre longitudes de onda muy variadas. Existen frecuencias de 30 Hz y menores que son relevantes en el estudio de ciertas nebulosas.1 Por otro lado se conocen frecuencias cercanas a 2,9×1027 Hz, que han sido detectadas provenientes de fuentes astrofísicas.2 La energía electromagnética en una particular longitud de onda λ (en el vacío) tiene una frecuencia f asociada y una energía de fotón E. Por tanto, el espectro electromagnético puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos términos. Se relacionan en las siguientes ecuaciones:

c = f \lambda \,\!, o lo que es lo mismo \lambda

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