Radiaciones ionizantes. Fuentes de radiación

Fuente ASEPEYO “Seguridad y salud frente a las Radiaciones ionizantes”, noviembre 2017 y NTP INSS 728 Exposición laboral a radiación natural.

Exposición a fuentes naturales 

La vida en la tierra implica inevitablemente una exposición a fuentes naturales de radiaciones ionizantes y la mayor parte de exposición que recibimos proviene de dichas fuentes. 

Las fuentes naturales se pueden agrupar en dos importantes categorías: 

  • Fuentes externas, son las provenientes del exterior como la radiación cósmica (del sol y de los espacios interestelares del universo), la radiación terrestre (emitida por las rocas y el suelo), la radiación de algunos edificios (por ejemplo los de granito, que pueden emitir gas radón) y la radiación que contienen algunos alimentos sobretodo aquellos que concentran materia orgánica, como los moluscos. 
  • Fuentes internas, debidas a la presencia en el cuerpo humano de radionucleidos procedentes del medio ambiente que son capaces de ionizar (potasio-40, carbono-14).

Se pueden diferenciar varios orígenes de radiaciones de carácter natural: 

  • Radiaciones Cósmicas: Radiaciones procedentes del espacio externo. La exposición aumenta al aumentar la altura respecto al nivel del mar. La exposición puede presentar incrementos significativos por la utilización frecuente de aeronaves. La radiación cósmica primaria es aquella que se origina en la actividad del sol y la actividad de otras estrellas, está constituida por protones (85%), partículas alfa de energía muy elevada (12%), núcleos pesados (<1%) con energías que varían entre los 1 y  MeV, y electrones (2%). Cuando pasan a través de la atmósfera interactúan con elementos presentes en ésta originando radiación gamma, electrones, neutrones, mesones y otras partículas energéticas, cuyo conjunto se conoce como radiación cósmica secundaria. De esta forma, la atmósfera actúa como escudo protector de la tierra evitando que lleguen a la superficie partículas de energía más elevada.
  • Radiación terrestre (suelo y edificios): Los materiales que constituyen los suelos contienen pequeñas proporciones de isótopos radiactivos (isótopos de un mismo elemento químico significa elementos con igual número de protones y distinto de neutrones, que presentan propiedades diferentes). Los elementos radiactivos naturales se encuentran distribuidos en las rocas y suelos de la corteza terrestre, que está constituida principalmente por basalto y granito.

El uranio es uno de los elementos más abundantes en la naturaleza. En la corteza terrestre, los granitos contienen una concentración de uranio que varia entre 2 y 6 ppm y una concentración de torio que, a su vez varía entre 6 y 30 ppm.

El radón es un gas inerte y radiactivo de origen natural cuyo impacto radiológico en el hombre es el más importante dentro del conjunto de fuentes de radiación natural. El más abundante de los isótopos radiactivos del radón es el Rn-222 que procede de la desintegración del Ra-226 y a su vez forma parte con éste de la cadena de desintegración del U-238, constituyente principal de la tierra.

Series radiactivas naturales:

Los materiales de construcción de los edificios, hechos a partir de materia extraída del propio suelo, pueden incrementar la emisión de gases radiactivos, como por ejemplo el radón. 

Dado que su presencia está en relación a la composición del suelo, su concentración en el aire de un edificio es muy variable en función las características del terreno, los materiales utilizados en la construcción, las condiciones de ventilación, la utilización de productos energéticos (carbón, petróleo, gas), el origen del agua corriente y de los hábitos de vida y trabajo. La exposición a radón de origen natural en espacios abiertos es inapreciable por el efecto dilución.

El torio es un elemento radiactivo que se encuentra en la naturaleza en combinación con otros minerales como la sílice. Pequeñas cantidades de este elemento se hallan presentes en rocas, suelo, agua, plantas y animales. El suelo contiene un promedio de 6 ppm. El 99% del torio presente en la naturaleza, está en forma de torio-232, tiene una vida media 14 billones de años y entre sus productos de desintegración están el radio y el radón.

  • Aire: El aire es naturalmente radiactivo por la presencia de gases como el Radón o el Torón, formados a partir de la desintegración del Uranio y el Torio distribuidos de forma natural por la corteza terrestre. 
  • Comida y bebida: Los materiales radiactivos presentes en el suelo en muy pequeña proporción son absorbidos por plantas y animales que acaban formando parte de nuestra alimentación. Se ha de destacar que casi el 90% de la dosis total recibida por la población, proviene de fuentes naturales. Estos valores pueden variar notablemente dependiendo de las zonas geográficas que se estudien.

Exposición a fuentes artificiales 

Una de las clasificaciones más utilizada es la siguiente: 

Usos médicos: 

  • Radiodiagnóstico: En el campo del diagóstico, los Rayos X inciden sobre un sistema de imagen, analógico o digital, tras atravesar el cuerpo, produciendo una imagen diagnóstica de los órganos internos. 
  • Radioterapia: Tratamiento de enfermedades mediante la utilización de la capacidad destructiva de las radiaciones sobre las células tumorales, aprovechando la mayor radiosensibilidad de éstas, administrándola en dosis adecuadas para destruirlas. 
  • Medicina Nuclear: Utiliza radiotrazadores o radiofármacos, que se aplican dentro del organismo humano por diversas vías (la más utilizada es la vía intravenosa). Una vez que el radiofármaco está dentro del organismo, se distribuye por diversos órganos dependiendo del tipo empleado. La distribución de éste es localizado por un aparato detector de radiación llamado gammacámara y almacenado digitalmente. Luego se procesa la información obteniendo imágenes de todo el cuerpo o del órgano en estudio. Estas imágenes, a diferencia de la mayoría de las obtenidas en radiología, son imágenes funcionales y moleculares, es decir, muestran como están funcionando los órganos y tejidos explorados o revelan alteraciones de los mismos a un nivel molecular. 

Usos industriales: Especialmente el uso de radiaciones ionizantes en el sector industrial está relacionado con el control de procesos, medidas de espesores, control de fugas, medidas de compactación y humedad del suelo, así como en algunos casos para la esterilización y conservación. La operación de plantas nucleares de generación de energía eléctrica o de plantas de extracción, almacenamiento y procesamiento del combustible utilizado en los reactores también implica actividades que suponen un aumento en la exposición a radiaciones ionizantes para el personal de dichas instalaciones. En funcionamiento normal, la contribución de estas prácticas a la dosis que recibe la población en general es mínima. 

Investigación: Las actividades de investigación que puedan utilizar isótopos radiactivos como marcadores, control de procesos, Rayos X, etc., generalmente implican a personas en formación o estudiantes que deben ser protegidos convenientemente. Conviene diferenciar claramente las exposiciones derivadas de irradiaciones externas de las derivadas de contaminación radiactiva. En el primer caso, el individuo está sometido a un campo de radiación originado por fuentes exteriores a él con las que no tiene contacto directo. La irradiación externa cesa cuando el individuo expuesto se retira del campo de radiación. En el segundo caso, el individuo entra en contacto con la propia fuente radiactiva, pudiendo ésta quedar adherida de forma superficial al cuerpo en forma de partícula radiactiva o penetrar en el organismo por inhalación (respiración en ambiente contaminado), ingestión de alimentos u otros objetos, o a través de la piel/heridas. La exposición no cesa hasta que se haya eliminado la fuente contaminante del cuerpo.