¿Qué es la radioactividad y por qué entraña riesgos?

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La semana pasada los medios de comunicación se encargaban de recordarnos que el 26 de abril se cumplía el XXX Aniversario de catástrofe nuclear de Chernóbil. Treinta años del día en que miles de personas se vieron obligadas a abandonar sus hogares, sus vidas, sus historias, sin mirar atrás y prácticamente con lo puesto, porque una prueba de potencia en el reactor número cuatro de la central ucraniana, desencadenó una reacción en su núcleo y provocó una explosión del hidrógeno acumulado en su interior.

Un estallido que liberó enormes cantidades de materiales radioactivos como el dióxido de uranio, el erbio, el carburo de boro o aleaciones de circonio y grafito, entre otros, se estima que toda la energía liberada en estos 30 años es similar a 500 bombas nucleares como la que impactó contra Hiroshima el 6 de agosto de 1945.

El resultado de lo acontecido en Chernóbil fue la muerte directa de 31 personas, la evacuación de más de de 130.000 que jamás volverían a sus casas, 155.000 Km² se vieron afectados y una alarma internacional que todavía hoy lleva a muchos a dudar de las ventajas de la energía nuclear. Sin entrar en ese debate, ¿se sabe qué es la energía nuclear y porqué sus utilización puede ser tan positiva como negativa?

¿Qué es la radioactividad?

La radioactividad es un fenómeno físico, advertido en 1896 por Henri Becquerel y estudiado en profundidad posteriormente por el matrimonio de Marie y Pierre Curie (los tres compartieron el Premio Nobel de Física en 1903). En general se puede decir que son radiactivas aquellas sustancias que no presentan un balance correcto entre protones y neutrones por lo que cuando el número de éstos últimos es excesivo o demasiado pequeño respecto al número de los primeros, se hace más difícil que puedan mantenerse unidos.

Ese desequilibrio se corrige de manera natural mediante la liberación del exceso de neutrones o protones. Si lo hace en forma de partículas alfa (núcleos de helio) aparece la radiación alfa y si lo hace con partículas beta (pueden ser electrones o positrones) se emite radiación beta.

Caso distinto es el de la radiación gamma que se genera cuando el núcleo de un elemento se transforma de manera espontánea en otro elemento. Esto ocurre porque algunos elementos son muy inestables, es decir, su núcleo se encuentra en estado de excitación o lo que es lo mismo, posee un elevado nivel de energía que le lleva a transformarse continua y repetidamente en otros elementos más estables hasta alcanzar un estado fundamental en el que sus propiedades se mantienen invariables permanentemente.

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Capacidad de penetración en materiales de los distintos tipos de radioactividad. Imagen suministrada por el gobierno japonés a la población durante los accidentes nucleares de Fukushima. Fuente: La pizarra de Yuri.

La radioactividad es natural

Esas propiedades las tienen, de manera natural, todos los isótopos (los átomos de un elemento con cantidad diferente de neutrones, es decir, que aunque se encuentran en el mismo lugar tienen una masa diferente) de los elementos con número atómico igual o mayor a 84 aunque hoy en día ya es posible obtener isótopos radioactivos de elementos estables, es lo que se conoce como radioactividad artificial y fue descubierta en 1934 por el matrimonio formado por Fréderic Joliot e Irene Curie, hija de Marie y Pierre.

Precisamente, estos últimos descubrieron el Polonio un elemento altamente tóxico, radiactivo y de peligroso manejo presente de manera natural en los minerales de uranio (a razón de 100 microgramos por tonelada). También el gas radón es radioactivo y está presente en grandes acúmulos subterráneos.

Como en todo, es la dosis la que marca la diferencia. El hecho de que los elementos radioactivos se puedan detectar por gammagrafía hace posible su utilización en una rama médica relativamente reciente: la medicina nuclear. Es empleada para el diagnóstico de enfermedades oncológicas, cardiacas, endocrinas, neurológicas, etc., permite técnicas no invasivas y no tiene efectos adversos (radiodiagnóstico) además también se emplea para tratar algunas dolencias (radioterapia).

¿Cómo pueden esta serie de elementos, que se encuentran libremente en la naturaleza y que sirven para mejorar la salud, causar desastres nucleares como el de Chernóbil o el de Fukushima?

El lado oscuro

Los efectos negativos de la radioactividad se deben a su poder ionizante: cuando la radiación alcanza células vivas, con suficiente energía como para liberar electrones de las moléculas que componen la célula formando iones que consisten en moléculas con un número de electrones distinto al de protones. La presencia de estos iones lleva a que se interrumpa el funcionamiento normal de una célula.

Es curioso, por ejemplo, como la glándula tiroides, situada en nuestro cuello, necesita del Yodo para su correcto funcionamiento. Por lo general se encuentra en distintos alimentos como la sal yodada, el marisco o el brócoli y no es radioactivo pero en un desastres como el de hace tres décadas se produce una enorme cantidad de Yodo Radiactivo que también puede ser asimilado por la tiroides.

Este Yodo, al ser radiactivo, queda acumulado en la glándula y periódicamente emite partículas alpha o beta que al estar muy cerca del cerebro daña las células del mismo, desarrollando cánceres y otras malformaciones. Es por eso que tras un accidente nuclear una de las primeras medidas que se toma es administrar pastillas de Yodo a la población ya que de esta forma la tiroides absorbe todo el que necesita y ya no absorbe el que haya podido generarse con características radioactivas.

El daño más severo a la célula resulta cuando se daña al ADN y esto puede ocurrir de dos modos:

  1. El agua en el cuerpo tiende a absorber una gran porción de radiación y se ioniza. Cuando el agua es ionizada, rápidamente forma moléculas altamente reactivas llamadas radicales libres. Estos radicales libres pueden reaccionar con la molécula y dañar al ADN de la molécula.
  2. La radiación choca directamente contra el DNA de la molécula, ionizándolo y dañándolo.

El riesgo para la salud no sólo depende de la intensidad de la radiación y de la duración de la exposición, sino también del tipo de tejido afectado y de su capacidad de absorción. Por ejemplo, los órganos reproductores son 50 veces más sensibles que la piel.

Los efectos mutagénicos de la radiación fueron identificados por primera vez por Hermann Joseph Muller en 1927, investigación por la que recibió el Premio Nobel de Medicina en 1946.

Beneficios múltiples

En el caso de la energía nuclear, entendida como aquella que aprovecha de manera controlada las distintas reacciones físicas de elementos radioactivos para uso humano mediante su transformación en energía eléctrica, térmica o mecánica, sus beneficios son múltiples siempre que se emplee bajo las condiciones de seguridad estipuladas.

Permite, por ejemplo, reducir el empleo de combustibles fósiles y por tanto las emisiones de gases contaminantes, favorece la planificación energética dado que su generación no depende de elementos naturales (como sucede con las renovables) y su producción es más barata que otras.

Ahora bien, un problema en las instalaciones, un fallo humano o un desastre natural puede acarrear la fuga de sustancias que, como hemos visto, afectan a las células vivas. Y no solo ocurre durante el funcionamiento de las centrales nucleares sino que los residuos que generan siguen siendo radioactivos durante mucho tiempo.

Más información:

Cantó, Antonio (2011) RadioactividadLa pizarra de Yuri

La autora desea expresar su gratitud a Javier Prior, Doctor en Física e Investigador Responsable del Grupo ‘Quantum Many Body Systems’ de la Universidad Politécncia de Cartagena, por la revisión del texto.

Sobre la autora: Maria José Moreno (@mariajo_moreno) es periodista

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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