FUENTES DE RADIACIÓN Y EFECTOS EN EL ORGANISMO

    Hemos estado expuestos a las radiaciones desde que apareció la vida en nuestro planeta. Estas radiaciones invisibles o visibles están presentes en todo el Universo.

    La luz es una forma de radiación visible, el calor no es visible pero lo podemos sentir; los rayos X y los ultravioleta no los podemos ver ni sentir.

 

        Podemos hablar de radiaciones naturales y radiaciones artificiales. Entr las radiaciones naturales podemos destacar las que provienen del Sol y de los rayos cósmicos que llegan del exterior. También podemos encontrar los elementos radiactivos presentes en los materiales que nos rodean, por ejemplo, los que se usan para la construcción de nuestras viviendas, también se encuentran en el aire que respiramos, en el alimento (animal y vegetal) que ingerimos y, aún en el agua que tomamos.

      Entre estos elementos radiactivos podemos mencionar el uranio, el radio y el torio. El radón en forma de gas radiactivo, proviene del radio y se encuentra en el aire que respiramos y tiene un papel muy destacado en la radiación a la que estamos expuestos.

     Los rayos cósmicos están integrados por protones, electrones, rayos gamma y rayos X. Los elementos radiactivos presentes en la corteza terrestre son principalmente formas del uranio, el torio y el potasio que emiten radiaciones. 

   Las radiaciones artificiales las conforman todos aquellas que provienen de fuentes de creación humana como: la televisión, los aparator de radiografías, los aparatos de radiación para el tratamiento de tumores cancerosos, las centrales nucleares, los relojes de carátula luminos, el microondas, los teléfonos celulares, entre otros.

 
      La vida moderna nos expone generalmente a una mayor radiación, los viajes largos en avión, la práctica de deportes de invierno, el uso de microondas, son un buen ejemplo de ello. 

       Por otra parte, para el estudio de los efectos de la radiación en el medio ambiente podemos considerar dos tipos: la radiación ionizante y la radiación no ionizante. 

     La radiación ionizante es aquella que se emite con energía tal capaz de mover los electrones del átomo. De esta manera, en el proceso de lograr mayor estabilidad el átomo emite partículas subatómicas y fotones de alta energía,  logrando así su decaimiento. La radiación no ionizante mueve los átomos sin alterarlos químicamente.

     Toda la materia está formada por átomos, muchos de los cuales son inestables y emiten ondas o partículas conocidos como radiación, para adquirir una configuración más estable. Los tipos de radiaciones que emiten varían en la cantidad de energía que libera.
 
     En términos generales, la radiación a la que estamos expuestos de manera natural, fluctúa alrededor de los 100 mrem por año (el Rem es la unidad que integra la cantidad de dosis y sus efectos biológicos, es decir: 1 Rem=1 Rep x 1RBE, donde Rep es el equivalente físico de un roetgen, la dosis correspondiente a la absorción de 93 erg g-1 de tejido blando) y un REB es la unidad de efectividad biológica relativa). Esta condición puede variar de acuerdo a diferentes factores (altitud, condiciones del suelo, estación del año, etc).
 
    Los isótopos inestables de radio, radón, uranio y torio existen de manera natural, otros se generan artificialmente mediante tratamientos como los logrados en los reactores nucleares.
    Los tipos más comunes de este tipo de radiación son producidos por el decaimiento espontáneo de los átomos, produciendo partículas alfa y beta , rayos gamma y rayos X..
reaccion atómica
    Las partículas alfa de carga positiva con núcleo de helio, pierden energía rápidamente cuando traspasan la materia. Se producen generalmente por decaimiento de metales pesados como el radio y el uranio. Sus efectos nocivos son peligrosos en la superficie de la piel pero no tienen efectos por debajo de ella. Cuando se ingieren en agua o alimentos contaminados también suelen ser peligrosos.
 
238U92---->234Th90  + 4He2


    Las partículas beta se mueven rápidamente y pueden tener carga positiva o negativa. Se emiten frecuentemente durante el decaimiento radiactivo de elementos como el tritio el carbono 14 y el estroncio 90. Son más penetrantes que las radiaciones alfa pero producen menos lesiones a iguales distancias. Se consideran como más peligrosos si se ingieren o inhalan.

    Los rayos gamma de la misma manera que la luz visible y los rayos x, están constituidos por fotones cuya penetrabilidad es mayor que la de las partículas alfa y  beta . De manera natural se producen por el decaimiento del potasio 40; de manera natural se obtienen a partir del plutonio 239 y el cesio 137.
 


    Los rayos X se producen por fotones de alta energía generados por la interacción de las partículas cargadas eléctricamente y la materia. Al igual que las radiaciones alfa, tienen en esencia propiedades semejantes, pero diferente origen ya que los rayos X se producen por procesos externos al núcleo atómico mientras que los beta se producen dentro del núcleo.
 

Efectos de la radiactividad en el cuerpo
El impacto de las radiaciones en la salud se estiman por:
 
El tiempo de exposición
La intensidad de la exposición
El órgano o tejido expuesto
    Se considera que la exposición crónica tiene efectos genéticos, puede producir cáncer, lesiones precancerosas, tumores benignos, cataratas, cambios en la piel y defectos congénitos.
    La exposición aguda genera lesiones en la piel, desórdenes gastrointestinales, condiciona infecciones bacterianas, hemorragias, anemia, pérdida de fluidos corporales, esterilidad temporal, cáncer y efectos genéticos. La muerte en unos cuantos días puede ser una de sus consecuencias.


    De acuerdo a datos obtenidos por los investigadores, la región del cristalino (A) puede recibir 300 milirem (mRem) por semana. La tolerancia para el cuerpo entero es de 1500 por semana si la capa expuesta recibe radiación a menos de 1 mm de profundidad, la piel en especial (C) no debe exceder 600 mRem. El cuero cabelludo, la cara, el cuello, manos, antebrazos, pies y tobillos no deben recibir 1500 mRem (D). Si la radiación a que se expone el cuerpo penetra cerca de 5 cm no debe excederse de 300 mRem (E), mientras que los órganos hematopoyéticos como el bazo, el hígado y la médula ósea no resisten exposiciones mayores de 300 mRem por semana. En cuanto a los rayos X y gamma, no debe exponerse el cuerpo a más de 1500 mRem.

    Son fuentes para conocer y estimar los riesgos de la exposición a la radiactividad los estudios hechos a la población del Japón a partir de la detonación de la bomba atómica en Hiroshima y Nagasaki, la extrapolación de efectos a partir de la experimentación con animales de laboratorio y los estudios epidemiológicos desarrollados con poblaciones de alto riesgo como la que conforman los mineros de diferentes lugares del mundo.

Entre los efectos biológicos producidos por la radiación se pueden reconocer:
 

1. Lesiones celulares reparables.
2. Mutaciones y alteraciones a nivel de gametos.
3. Alteraciones a nivel del código genético en la molécula de ADN, alteraciones en la síntesis de proteínas y formación de células cancerosas.
4. Inhibición de la reproducción celular
5. Destrucción celular.
    Tanto las lesiones celulares como las alteraciones del ADN, la inhibición de la reproducción celular y la destrucción de tejidos pueden requerir de varios años para manifestarse de una manera clara. Las mutaciones y las alteraciones a nivel de gametos sólo pueden advertirse después de algunas generaciones. Casi cualquier dosis  de radiación (cantidad de energía depositada en cualquier material por cualquier tipo de radiación. Su unidad es el GRAY (Gy) y equivale a 1J/kg). puede ocasionar lesiones celulares reparables, mutaciones y alteraciones en las células reproductoras y alteraciones en la molécula de ADN, pero la inhibición de la reproducción celular y la destrucción de tejidos solo ocurre cuando la exposición es prolongada.

    La exposición a un REM puede no tener efectos inmediatos; la exposición de 10 a 20 REM puede afectar la cantidad de células blancas de la sangre; más de 600 REM produce lesiones severas, casi el 50% de las personas expuestos mueren antes de 2 meses como consecuencia de la radiación.

    La vida media radiactiva  (Tr) de un elemento (tiempo en que una fuente decae a la mitad de su actividad inicial) es un factor importante a considerar para estimar el impacto de la radiación. Es también importante conocer la vida media (Tb) biológica del  elemento en cuestión (tiempo requerido para que un organismo excrete el 50% del material ingerido; generalmente es más corto que la vida media radiactiva y sus repercusiones dependen del tipo de organismo y el tejido afectado)  para tener una idea más clara de su efecto.

    El carbono 14 tiene una Tr de 5700 años y una Tb de 10 días en el organismo. El plutonio 239 tiene una Tr de 24 000 años y una Tb de 175 años en el cuerpo, el potasio 32 tiene una Tr de 14.3 días y una Tb de 257 días en el cuerpo y 1115 días en los huesos.

    Se considera que el 50% de nuestras exposiciones a la radiación corresponden a las que emite el radón (Rn) un gas incoloro, inodoro e insípido que puede formarse por el decaimiento del uranio, presente en casi cualquier tipo de suelo.

    Los niveles de Rn varían de un lugar a otro; generalmente emerge del suelo en forma de materiales que se usan para la construcción. El aire que respiramos tiene importantes cantidades de Rn que proviene de las paredes de las habitaciones donde pasamos la mayor parte de nuestro tiempo. Esta radiación puede afectar los pulmones y producir cáncer. En Estados Unidos de Norteamérica los investigadores consideran que la exposición a Rn es la segunda causa de cáncer pulmonar (hasta 30 mil casos anuales). La primera causa reconocida es el tabaco.

    De las investigaciones que se han hecho en EUA se reporta que 1 de cada 15 hogares contienen concentraciones altas de radón (4 picocuries/L en promedio). Para detectar las concentraciones de Rn en el ambiente, en algunos países como EUA existen compañías especializadas que lo hacen fácilmente y con rapidez. Una vez que han sido detectados altos niveles de Rn, los expertos recomiendan ventilar las habitaciones (ventiladores y extractores) y recubrir las paredes, techos y pisos con material aislante.

    El radón no es la única fuente de radiación a la que estamos expuestos. Recibimos cerca de 8% de radiación de otros elementos que se localizan en el suelo, como el torio y el potasio. Los niveles de  radiación que producen varían de un sitio a otro de acuerdo a su concentración.

    Otro 8% de radiación proviene del espacio exterior. La radiación cósmica que recibimos es generada en nuestra galaxia, otras galaxias y el Sol. La exposición a esta radiación depende de algunos factores como la altitud; a mayor altitud mayor exposición, toda vez que se adelgaza la capa de atmósfera que nos protege.

    Otro tipo de radiación es aquella que proviene del manejo humano con diferentes fines como el diagnóstico clínico o la producción de energía para consumo.

    En ciertos países como EUA, el 50% de los estudios clínicos que se hacen utilizan rayos X. El tratamiento del cáncer -casi 1/3- también utiliza radiación.