Midiendo la radiación nuclear

La radiación nuclear: esa cosa que no se ve, no se huele, no se saborea y no la notas al tacto (no, no da calor como podría parecer). Hemos mencionado en algunos artículos pasados que es importante tener controlada la cantidad que se recibe, pero ¿cómo se cuantifica? ¡Hoy trataremos este asunto!

La radiación recibida puede causar daños en la salud. Estos dependen de la cantidad recibida, lo que se llama dosis de radiación. Atendiendo a este criterio, podemos desglosar los efectos nocivos de la radiación en dos regímenes: los efectos estocásticos y los deterministas:

  • Estocásticos: son los efectos que se pueden manifiestan tras una exposición a dosis medias-bajas. Algo característico de este tipo de manifestaciones es que no dependen de la cantidad de dosis recibida, es decir, que no por recibir más vas a tener más efectos. Sin embargo, al recibir más dosis tienes mayor probabilidad de que se acaben manifestando sus efectos. Esto se debe a que su origen reside en el daño celular que no ha sido reparado de forma correcta; por ello, a mayor dosis, más reparaciones celulares, más probabilidad de que haya alguna que tenga algún problemilla técnico. Esto le ocurre al cuerpo constantemente, aunque no se reciba radiación. Pero con radiación aumenta la probabilidad. Podría ocurrir…o no. Se manifiestan en forma de cáncer (somático) o daños en los gametos (hereditario).
  • Deterministas: como su nombre indica, son los malos del patio. Estos efectos únicamente se manifiestan pasado un límite de radiación: antes de cruzar el límite, no se manifiestan en absoluto, pero cruzada la raya su aparición es segura, y su severidad se ve incrementada con la dosis. En general, se manifiestan inmediatamente, pudiendo ser en forma de fallo de órganos, quemaduras (no literales, no hay calor involucrado, sólo se refiere al tipo de daño en el tejido), pérdida de cabello o cataratas.

        Ha de quedar claro que el nivel de dosis recibida a partir del cual se manifiestan los efectos deterministas es realmente gigantesco, fuera del alcance de cualquiera. En cualquier caso, nos centraremos en que las dosis sean tan bajas como para mantener la probabilidad de que aparezcan efectos estocásticos al mínimo y asegurar que no aparecen efectos deterministas.

En esto se centra la protección radiológica (que ya se mencionó en el artículo de aplicaciones médicas de la radiación), la cual se basa en tres principios: que las dosis estén justificadas, que sean lo más bajas posibles (criterio ALARA) y por último que los niveles de dosis estén limitados legalmente. Estos principios se usan en todo lo referente a las radiaciones nucleares: medicina, centrales energéticas, laboratorios de investigación, etc. Sin embargo, para poder cumplir los últimos dos principios fundamentales de la protección radiológica, necesitamos poder medir la dosis de radiación recibida ¿cómo hacerlo? El gray (Gy=J/Kg): cantidad de energía depositada por unidad de masa (también fue el apellido de un físico inglés).

Con el gray podemos medir la cantidad de energía que ha depositado la radiación en nuestro cuerpo. Sin embargo, algo muy curioso de la protección radiológica es que no podemos meter en el mismo saco a todos los tipos de radiación nuclear, debido a que no todas afectan al cuerpo de la misma forma.  Los fotones y los electrones (radiaciones gamma y beta) causan muy poco daño celular (en el ADN), mientras que la Alpha o los neutrones son más dañinos (el daño celular es más difícil de reparar). Para tener esto en cuenta, surge la llamada dosis equivalente, H, que se calcula multiplicando la dosis por un factor de escala (denominado WR) según el tipo de radiación ionizante. Esta magnitud tiene unidades propias, para diferenciarlas de la dosis absorbida inicial: el sievert (Sv=J/Kg). Esta vez fue por un físico sueco el por qué de que recibiera ese nombre.

ICRP, Comisión Internacional de Protección Radiológica

Sin embargo, no todos los tejidos del cuerpo son igual de sensibles a las radiaciones. La piel, el cerebro o la superficie de los huesos son mucho menos radio-sensibles que los pulmones o la médula ósea. De nuevo, para poder incluir esta realidad en la medida, se establece una nueva magnitud: la dosis efectiva, E, calculada al multiplicar la dosis equivalente H por un factor (denominado WT ) y sumada a todos los tejidos afectados. Se mide también en Sv.

ICRP, Comisión Internacional de Protección Radiológica

Con esto al menos ya sabemos cómo cuantificar la dosis. Por otro lado, tanto los trabajadores expuestos a radiaciones ionizantes (PPE, Personal Profesionalmente Expuesto) como el público general tienen una limitación de dosis precisa, la cual se muestra en la tabla. Es importante notar que los datos están expresados en mSv/año (0.001 Sv de dosis recibida durante un año) para hacerse una idea de las escalas en las que nos estamos manejando. Los efectos deterministas aparecen en general tras la recibir más de 1 Gy en una sola exposición.

Real Decreto 783/2001

 

Con este breve recorrido por la medición de la dosis de radiación y sus efectos terminamos por hoy. ¡Muchas gracias por leernos y hasta la próxima!

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