Nick Connor

La radiación terrestre se refiere a las fuentes de radiación que se encuentran en el suelo, el agua y la vegetación. Los principales isótopos de preocupación para la radiación terrestre son el potasio, el uranio y los productos de descomposición del uranio, como el torio, el radio y el radón . Tenga en cuenta que la radiación terrestre incluye una exposición externa causada por estos radionucleidos. Una dosis interna causada por estos redionúclidos se discute en: Fuente interna de radiación .

Estos radionucleidos están en pequeñas cantidades a nuestro alrededor. Cuando se formó la Tierra, se formaron varios elementos radiactivos. Después de los cuatro mil millones de años, todos los isótopos de vida más corta se han deteriorado. Pero algunos de estos isótopos tienen vidas medias muy largas, miles de millones de años, y todavía están presentes. Estos radionucleidos se conocen como radionucleidos primordiales y contribuyen a la dosis anual para un individuo. Como la mayoría de los isótopos radiactivos naturales son pesados, se necesita más de una desintegración antes de alcanzar un átomo estable. Esta secuencia de núcleos atómicos inestables y sus modos de desintegración , que conduce a un núcleo estable, se conoce como la serie radiactiva .

Dosis de radiación terrestre

Los bajos niveles de uranio, torio y sus productos de descomposición se encuentran en todas partes. Algunos de estos materiales se ingieren con alimentos y agua, mientras que otros, como el radón, se inhalan. La dosis de fuentes terrestres también varía en diferentes partes del mundo. Las ubicaciones con mayores concentraciones de uranio y torio en su suelo tienen niveles de dosis más altos. La tasa de dosis promedio que se origina en los nucleidos terrestres (excepto la exposición al radón) es de aproximadamente 0.057 µGy / h. Los valores máximos se han medido en arena de monazita en Guarapari, Brasil (hasta 50 µGy / hr y en Kerala, India (aproximadamente 2 µGy / hr), y en rocas con una alta concentración de radio en Ramsar, Irán (de 1 a 10 µGy / hr).

Los principales isótopos de preocupación para la radiación terrestre son el uranio y los productos de descomposición del uranio, como el torio, el radio y el radón. El radón suele ser la fuente natural de radiación más grande que contribuye a la exposición de los miembros del público, a veces representa la mitad de la exposición total de todas las fuentes. Es tan importante, que generalmente se trata por separado. La dosis de radiación anual promedio para una persona del radón y sus productos de descomposición es de aproximadamente 2 mSv / año y puede variar en muchos órdenes de magnitud de un lugar a otro.

Radiación de uranio y sus productos de descomposición

La  cascada de uranio  influye significativamente en la radioactividad ( desintegraciones por segundo ) de muestras naturales y materiales naturales. Todos los descendientes están presentes, al menos de manera transitoria, en cualquier muestra que contenga uranio natural, ya sea metal, compuesto o mineral. Por ejemplo, el uranio 238 puro es débilmente radiactivo (proporcional a su larga vida media), pero un mineral de uranio es aproximadamente 13 veces más radiactivo que el metal puro de uranio 238 debido a sus isótopos hijos (por ejemplo, radón, radio, etc.) contiene. Los isótopos de radio inestables no solo son importantes emisores de radioactividad, sino que, como la siguiente etapa en la cadena de descomposición, también generan radón, un gas radiactivo pesado, inerte y de origen natural.

Los radionucleidos primordiales son radionucleidos encontrados en la Tierra que han existido en su forma actual desde antes de que se formara la Tierra. Los radionucleidos primordiales son residuos del Big Bang, de fuentes cosmogénicas y de antiguas explosiones de supernovas que ocurrieron antes de la formación del sistema solar. El bismuto, el torio , el uranio y el plutonio son radionucleidos primordiales porque tienen vidas medias lo suficientemente largas como para que todavía se encuentren en la Tierra. El potasio-40 también pertenece a los nucleidos primordiales.

Cuando se formó la Tierra, se formaron varios elementos radiactivos. Después de los cuatro mil millones de años, todos los isótopos de vida más corta se han deteriorado. Pero algunos de estos isótopos tienen vidas medias muy largas, miles de millones de años, y todavía están presentes. Estos radionucleidos se conocen como radionucleidos primordiales y contribuyen a la dosis anual para un individuo. Como la mayoría de los isótopos radiactivos naturales son pesados, se necesita más de una desintegración antes de alcanzar un átomo estable. Esta secuencia de núcleos atómicos inestables y sus modos de desintegración , que conduce a un núcleo estable, se conoce como la serie radiactiva .

Núcleo de la tierra líquida

Los tres isótopos naturales  de uranio ( ²³⁸ U,  ²³⁵ U y  ²³⁴ U) y los isótopos naturales de  torio tienen  una vida media muy larga  (por ejemplo, 4,47 × 10 ⁹  años para  ²³⁸ U). Debido a esta vida media muy larga, el uranio y el torio son  débilmente radiactivos  y contribuyen a los bajos niveles de radiación de fondo natural en el medio ambiente. Estos isótopos son alfa radiactivos (emiten  partículas alfa ), pero rara vez pueden sufrir una fisión espontánea .

Todos los isótopos de origen natural pertenecen a  los nucleidos primordiales , porque su vida media es comparable a la edad de la Tierra (~ 4.54 × 10 ⁹  años). El uranio tiene la segunda masa atómica más alta de estos nucleidos primordiales, más liviana que el  plutonio . Además, el calor de descomposición del uranio y el torio y sus productos de descomposición (p. Ej., Radón, radio, etc.) contribuye al calentamiento del núcleo de la Tierra. Junto con el potasio-40 en el manto de la Tierra, se cree que estos elementos son la principal fuente de calor que mantiene el núcleo del líquido de la Tierra.

Además de las fuentes cósmicas y terrestres , todas las personas también tienen algunos isótopos radiactivos dentro de sus cuerpos desde el nacimiento . Estos isótopos son especialmente potasio 40 , carbono 14 y también los isótopos de uranio y torio. La variación en la dosis de radiación de una persona a otra no es tan grande como la variación en la dosis de fuentes cósmicas y terrestres. La dosis de radiación anual promedio para una persona a partir de materiales radiactivos internos distintos del radón es de aproximadamente 0.3 mSv / año, de los cuales:

• 0.2 mSv / año proviene de potasio-40,
• 0,12 mSv / año proviene de las series de uranio y torio,
• 12 μSv / año proviene del carbono-40.

El isótopo más importante con respecto a la dosis es el potasio-40. El componente dominante de la exposición por inhalación son los productos de descomposición de radón de corta duración. Pero este problema es tan importante que se trató por separado en la sección anterior ( Radón – Efectos sobre la salud ).

Excluyendo la contaminación interna por material radiactivo externo (radón, uranio, etc.), el potasio 40 y el carbono 40 son los componentes más grandes de la exposición a la radiación interna de los componentes biológicamente funcionales del cuerpo humano.

Potasio-40

El potasio es un elemento químico natural con un número atómico 19, lo que significa que hay 19 protones y 19 electrones en la estructura atómica . El símbolo químico del potasio es K (del kalium neolatino).

El potasio natural consiste principalmente en el isótopo K-39 (93.26%), por lo tanto, la masa atómica del elemento potasio está cerca de la masa atómica del isótopo K-39 (39.098 u). El potasio natural también consta de otros dos isótopos: K-41 (6,73%) y K-40 (0,012%). El potasio-40 es un isótopo de potasio natural inestable (radioactivo). Tiene una vida media muy larga de 1.251 × 10 ⁹ años. Por lo tanto, este isótopo pertenece a los nucleidos primordiales , porque su vida media es comparable a la edad de la Tierra.

Los rastros de K-40 se encuentran en todo el potasio, y es el radioisótopo más común en el cuerpo humano . K-40 es un isótopo radiactivo de potasio que tiene una vida media muy larga de 1.251 × 10 ⁹ años y sufre ambos tipos de desintegración beta . Desde este punto de vista, también un cuerpo humano puede considerarse como una fuente de antimateria.

• Aproximadamente el 89.28% del tiempo (10.72% es por captura de electrones), se descompone en calcio-40 con la emisión de una partícula beta (β−, un electrón) con una energía máxima de 1.33 MeV y un antineutrino , que es una antipartícula para el neutrino .
• Muy raramente (0.001% del tiempo) se descompondrá a Ar-40 al emitir un positrón (β +) y un neutrino.

Potasio-40 dentro del cuerpo – Dosis de radiación

La concentración de potasio en el cuerpo humano se basa estrictamente en el principio homeostático. El potasio se distribuye más o menos en el cuerpo (especialmente en los tejidos blandos) después de la ingesta de alimentos. Un hombre de 70 kg contiene alrededor de 126 g de potasio (0.18%), la mayor parte de eso se encuentra en los músculos. El consumo diario de potasio es de aproximadamente 2.5 gramos. Por lo tanto, la concentración de potasio-40 es casi estable en todas las personas a un nivel de aproximadamente 55 Bq / kg (3850 Bq en total), que corresponde a la dosis efectiva anual de 0.2 mSv .

Dosis equivalente de plátano – CAMA

La dosis equivalente de plátano, BED, es una cantidad de dosis informal de exposición a radiación ionizante. La dosis equivalente de plátano pretende ser un ejemplo educativo general para comparar una dosis de radiactividad con la dosis a la que se expone al comer un plátano de tamaño promedio. Un BED a menudo se correlaciona con 10 ^-7 Sievert ( 0.1 µSv ).

Los plátanos contienen concentraciones de potasio significativamente altas, lo cual es vital para el funcionamiento de todas las células vivas. La transferencia de iones de potasio a través de las membranas de las células nerviosas es necesaria para la transmisión nerviosa normal. Pero el potasio natural también contiene un isótopo radiactivo potasio-40 (0.012%). El potasio-40 es un isótopo radiactivo de potasio que tiene una vida media muy larga de 1.251 × 10 ⁹ años y sufre ambos tipos de desintegración beta .

Un BED a menudo se correlaciona con 10 ^-7 Sievert (0.1 µSv). La exposición a la radiación por consumir un plátano es aproximadamente el 1% de la exposición diaria promedio a la radiación, que es 100 dosis equivalentes de plátano (BED). Una tomografía computarizada del tórax entrega 58,000 BED (5.8 mSv). Una dosis letal, la dosis que mata a un humano con un riesgo del 50% dentro de los 30 días (LD50 / 30) de radiación, es aproximadamente 50,000,000 BED (5000 mSv). Sin embargo, en la práctica, esta dosis no es acumulativa, ya que el componente radiactivo principal se excreta para mantener el equilibrio metabólico. Además, también hay un problema con la dosis colectiva .

El BED solo pretende informar al público sobre la existencia de niveles muy bajos de radiactividad natural dentro de un alimento natural y no es una medida de dosis adoptada formalmente.

Dosis interna de uranio y torio

Como se escribió, todas las personas también tienen algunos isótopos radiactivos dentro de sus cuerpos desde el nacimiento . Estos isótopos son especialmente potasio 40, carbono 14 e isótopos de las series de uranio y torio. La variación en la dosis de radiación de una persona a otra no es tan grande como la variación en la dosis de fuentes cósmicas y terrestres. La dosis de radiación anual promedio para una persona a partir de materiales radiactivos internos distintos del radón es de aproximadamente 0.3 mSv / año, de los cuales:

• 0.2 mSv / año proviene de potasio-40,
• 0,12 mSv / año proviene de las series de uranio y torio ,
• 12 μSv / año proviene del carbono-14.

UNSCEAR, basándose en una gran cantidad de investigaciones, ha presentado valores sobre la ingesta anual de humanos de los diferentes isótopos. Podemos mencionar lo siguiente:

• Ra-226 (22 Bq / año),
• Pb-210 (30 Bq / año),
• Po-210 (58 Bq / año) y
• Ra-228 (15 Bq / año).

Tenga en cuenta que el componente dominante de la exposición natural al fondo, que proviene de los productos de desintegración de corta duración del radón, no está involucrado aquí. Este problema es tan importante que se trató por separado en la sección anterior ( Radiación terrestre ).

Como resultado, el informe UNSCEAR 2000 estima una dosis efectiva anual de 0,12 mSv , que proviene de la exposición interna por isótopos de las series de uranio y torio. El principal contribuyente a esta dosis es Po-210 . Tenga en cuenta que el polonio-210, el producto de descomposición del plomo-210, emite una partícula alfa de 5.3 MeV , que proporciona la mayor parte de la dosis equivalente. El factor de ponderación de la radiación para la radiación alfa es igual a 20. Una dosis absorbida de 1 mGy por partículas alfa conducirá a una dosis equivalente de 20 mSv.

Las dosis internas de carbono-14 y tritio se describen en el siguiente artículo: radionucleidos cosmogénicos

Radiación interna: ¿es peligroso?

Debemos enfatizar que comer plátanos, trabajar como tripulación de vuelo de una aerolínea o vivir en lugares con, aumenta su tasa de dosis anual. Pero no significa que deba ser peligroso.  En cada caso, la intensidad de la radiación también es importante. Es muy similar al calor de un incendio (menos radiación energética). Si está demasiado cerca, la intensidad de la radiación de calor es alta y puede quemarse. Si está a la distancia correcta, puede resistir allí sin ningún problema y, además, es cómodo. Si está demasiado lejos de la fuente de calor, la insuficiencia de calor también puede dañarlo. Esta analogía, en cierto sentido, puede aplicarse a la radiación también de fuentes de radiación.

En caso de  radiación interna  , generalmente estamos hablando de las llamadas  «dosis bajas» . Una dosis baja aquí significa pequeñas dosis adicionales comparables a la radiación de fondo normal   ( 10 µSv  = dosis diaria promedio recibida del fondo natural). Las dosis son muy muy bajas y, por lo tanto, la probabilidad de inducción de cáncer podría ser casi insignificante. En segundo lugar, y esto es crucial, la verdad sobre las bajas dosis de efectos sobre la salud de la radiación aún necesita ser encontrada. No se sabe exactamente si estas bajas dosis de radiación son perjudiciales o beneficiosas (y dónde está el umbral). Los organismos gubernamentales y reguladores asumen un  modelo LNT en  lugar de un umbral u  hormesis no porque sea más convincente científicamente, sino porque es la  estimación más conservadora . El problema de este modelo es que descuida una serie de procesos biológicos de  defensa  que pueden ser cruciales  a dosis bajas . La investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja  estimulan los mecanismos de defensa . Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación de dosis-respuesta adaptativa donde las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a la dosis baja de radiación que resulta en mutaciones y cánceres reducidos. Este fenómeno se conoce como Hormesis de radiación .

La radiación nos rodea . En, alrededor y sobre el mundo en que vivimos. Es una fuerza de energía natural que nos rodea. Es una parte de nuestro mundo natural que ha estado aquí desde el nacimiento de nuestro planeta. Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a la  radiación ionizante . La radiación ionizante se genera a través de  reacciones nucleares ,  desintegración nuclear , por temperaturas muy altas o por aceleración de partículas cargadas en campos electromagnéticos.

Ceniza de carbón – Ceniza volante como fuente de radiación

Según UNSCEAR, la generación de energía a partir del carbón y el ciclo completo del carbón contribuyen con más de la mitad de la dosis total de radiación a la población mundial a partir de la generación de electricidad. Esta declaración parecerá paradójica para muchos lectores, ya que no se sabe comúnmente que las fuentes de energía no nuclear liberan radiación al medio ambiente. Pero la generación de energía a partir del carbón también crea exposiciones adicionales al público. Incluso el ciclo del combustible nuclear libera menos radiación al medio ambiente que el ciclo del carbón y cualquier otra fuente de energía importante.

El problema es el carbón mismo y especialmente las cenizas de carbón ( cenizas volantes ). El carbón, una roca sedimentaria negra o marrón-negra combustible, contiene una cantidad sustancial de los elementos radiactivos uranio y torio . Según UNSCEAR, la actividad específica promedio de uranio-238 y torio-232 en el carbón es generalmente de alrededor de 20 Bq / kg (rango 5-300 Bq / kg). Las minas de carbón en Freital, Alemania, que tienen concentraciones de uranio de 15000 Bq / kg de carbón, son una excepción. La quema de carbón gasifica sus materiales orgánicos, concentrando sus componentes inorgánicos en los desechos restantes, llamados cenizas volantes . Alrededor del 10%de carbón es ceniza volante. Las cenizas volantes son peligrosas y tóxicas para los seres humanos y otros seres vivos, y las cenizas volantes también contienen los elementos radiactivos uranio y torio, que se concentran en un factor de 10 . Debe enfatizarse, incluso las cenizas volantes no poseen ningún riesgo para la salud del público. Existen algunas restricciones sobre el uso de cenizas volantes en vertederos y construcción de carreteras. La mayoría de las restricciones están en el uso en la construcción de edificios, donde puede dar lugar a mayores exposiciones, especialmente del radón . En cualquier caso, no queremos causar ningún miedo irracional a la radiación del carbón. No significa que deba ser peligroso. En caso de radiación de la generación de electricidad., las dosis suelen ser muy, muy bajas. Además, estos resultados no pueden usarse para determinar si una forma de generación de energía es preferible a otra.

La dosis colectiva, que resulta del ciclo del carbón es:

• 670-1400 man Sv para el ciclo del carbón, dependiendo de la edad de la central eléctrica,

Al considerar la cantidad de electricidad generada en el año 2010 por cada tecnología, el ciclo del carbón resultó en la mayor dosis colectiva para el público global y los trabajadores combinados, seguido por el ciclo del combustible nuclear. De las tecnologías restantes, la energía geotérmica y la combustión de gas natural fueron los siguientes contribuyentes más importantes.

La dosis colectiva normalizada (por gigavatio y año) es:

• 0.7 – 1.4 hombre Sv / GW.a (hombre sievert por gigavatio año) para el ciclo del carbón

Referencia especial: Fuentes y efectos de la radiación ionizante, UNSCEAR 2016 – Anexo B. Nueva York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

En los siguientes puntos tratamos de expresar rangos de exposición a la radiación de la generación de electricidad junto con dosis de, que se pueden obtener de varias fuentes.

• 05 µSv – Dormir al lado de alguien
• 09 µSv : vivir a 30 millas de una planta de energía nuclear durante un año
• 1 µSv – Comer una banana
• 3 µSv : vivir dentro de 50 millas de una planta de energía de carbón durante un año
• 10 µSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural

Las dosis anteriores están relacionadas con la exposición pública. Si consideramos la exposición ocupacional , en relación con la minería del carbón y los depósitos de cenizas volantes, la dosis colectiva es mayor, especialmente para los mineros del carbón . Los mineros de carbón como grupo reciben la mayor dosis colectiva de radiación, a través de una mayor exposición a los radionucleidos naturales.

Tenga en cuenta que, a menudo, la dosis efectiva colectiva se usa para estimar los efectos totales en la salud, pero de acuerdo con la CIPR, esto debe evitarse (ver más: Dosis colectiva ).

La radiación nos rodea . En, alrededor y sobre el mundo en que vivimos. Es una fuerza de energía natural que nos rodea. Es una parte de nuestro mundo natural que ha estado aquí desde el nacimiento de nuestro planeta. Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a la  radiación ionizante . La radiación ionizante se genera a través de  reacciones nucleares ,  desintegración nuclear , por temperaturas muy altas o por aceleración de partículas cargadas en campos electromagnéticos.

Exposiciones a la radiación del ciclo del carbón

El público también está expuesto a la radiación de las llamadas » fuentes mejoradas de material radiactivo natural «. Esto significa que también industrias como la minería de metales , la minería del carbón y la producción de energía a partir del carbón crean exposiciones adicionales debido a la densificación de radionucleidos naturales. El carbón es la fuente predominante de energía utilizada para producir electricidad hoy. El ciclo del carbón es una cadena de proceso que consta de una serie de etapas diferentes. Para el ciclo del carbón, el ciclo de vida incluye:

• minería de carbón,
• operación de planta de energía,
• depósitos de cenizas de carbón.

Según UNSCEAR, la generación de energía a partir del carbón y el ciclo completo del carbón contribuyen con más de la mitad de la dosis total de radiación a la población mundial a partir de la generación de electricidad. Esta declaración parecerá paradójica para muchos lectores, ya que no se sabe comúnmente que las fuentes de energía no nuclear liberan radiación al medio ambiente. Pero la generación de energía a partir del carbón también crea exposiciones adicionales al público. Incluso el ciclo del combustible nuclear libera menos radiación al medio ambiente que el ciclo del carbón y cualquier otra fuente de energía importante.

El problema es el carbón mismo y especialmente las cenizas de carbón ( cenizas volantes ). El carbón, una roca sedimentaria negra o marrón-negra combustible, contiene una cantidad sustancial de los elementos radiactivos uranio y torio . Según UNSCEAR, la actividad específica promedio de uranio-238 y torio-232 en el carbón es generalmente de alrededor de 20 Bq / kg (rango 5-300 Bq / kg). Las minas de carbón en Freital, Alemania, que tienen concentraciones de uranio de 15000 Bq / kg de carbón, son una excepción. La quema de carbón gasifica sus materiales orgánicos, concentrando sus componentes inorgánicos en los desechos restantes, llamados cenizas volantes . Alrededor del 10%de carbón es ceniza volante. Las cenizas volantes son peligrosas y tóxicas para los seres humanos y otros seres vivos, y las cenizas volantes también contienen los elementos radiactivos uranio y torio, que se concentran en un factor de 10 . Debe enfatizarse, incluso las cenizas volantes no poseen ningún riesgo para la salud del público. Existen algunas restricciones sobre el uso de cenizas volantes en vertederos y construcción de carreteras. La mayoría de las restricciones están en el uso en la construcción de edificios, donde puede dar lugar a mayores exposiciones, especialmente del radón . En cualquier caso, no queremos causar ningún miedo irracional a la radiación del carbón. No significa que deba ser peligroso. En caso de radiación de la generación de electricidad., las dosis suelen ser muy, muy bajas. Además, estos resultados no pueden usarse para determinar si una forma de generación de energía es preferible a otra.

La dosis colectiva, que resulta del ciclo del carbón es:

• 670-1400 man Sv para el ciclo del carbón, dependiendo de la edad de la central eléctrica,

Al considerar la cantidad de electricidad generada en el año 2010 por cada tecnología, el ciclo del carbón resultó en la mayor dosis colectiva para el público global y los trabajadores combinados, seguido por el ciclo del combustible nuclear. De las tecnologías restantes, la energía geotérmica y la combustión de gas natural fueron los siguientes contribuyentes más importantes.

La dosis colectiva normalizada (por gigavatio y año) es:

• 0.7 – 1.4 hombre Sv / GW.a (hombre sievert por gigavatio año) para el ciclo del carbón

En radioterapia , el objetivo del tratamiento es administrar una dosis muy alta al tumor, pero la menor dosis posible al tejido sano circundante. En este caso, no estamos hablando de dosis bajas. Usando haces de rayos gamma de alta energía de cobalto-60 o de aceleradores, se administra una dosis alta localizada de radiación al tumor y esta radiación tiende a matar las células tumorales. La cantidad de radiación utilizada en la radioterapia con fotones se mide en grises (Gy) y varía según el tipo y el estadio del cáncer que se esté tratando.

Para casos curativos, la dosis típica para un tumor epitelial sólido varía de 60 a 80 Gy (localmente), mientras que los linfomas se tratan con 20 a 40 Gy. Tenga en cuenta que esta no es la dosis efectiva. Un gray es la unidad de dosis absorbida , que se define como la cantidad de energía depositada por la radiación ionizante en un tumor.

La medicina nuclear es una ciencia médica que implica la aplicación de sustancias radiactivas para fines de diagnóstico y tratamiento. La medicina nuclear utiliza una cantidad muy pequeña de materiales radiactivos llamados radiotrazadores , que se toman internamente, por ejemplo, por vía intravenosa u oral. Luego, los detectores externos (cámaras gamma) capturan y forman imágenes de la radiación emitida por los radiotrazadores. A veces, el medicamento radioactivo se puede usar en el tratamiento en sí: un ejemplo es el tratamiento de la enfermedad tiroidea con I-131. La imagenología de la medicina nuclear es diferente a una radiografía de diagnóstico, donde la radiación externa pasa a través del cuerpo para formar una imagen. También proporciona información única que a menudo no se puede obtener utilizando otros procedimientos de imagen.

La dosis efectiva promedio para la mayoría de los procedimientos de medicina nuclear varía entre 0.3 y 20 mSv . La gammagrafía ósea común con 600 MBq de tecnecio-99m tiene una dosis efectiva de aproximadamente 3.5 mSv. Estas dosis se pueden comparar con la dosis efectiva anual promedio de la radiación de fondo de aproximadamente 3 mSv.

En los siguientes puntos tratamos de expresar enormes rangos de exposición a la radiación, así como algunas dosis de fuentes médicas.

• 1 µSv – Comer una banana
• 1 µSv – Extremidad (mano, pie, etc.) Radiografía
• 5 µSv – Radiografía dental
• 10 µSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
• 40 µSv : un vuelo en avión de 5 horas
• 100 µSv – Radiografía de tórax
• 600 µSv – mamografía
• 1000 µSv : límite de dosis para miembros individuales del público, dosis efectiva total por año
• 3 650 µSv : dosis media anual recibida del fondo natural
• 5 800 µSv : tomografía computarizada del tórax
• 10 000 µSv : dosis media anual recibida de un entorno natural en Ramsar, Irán
• 20 000 µSv – tomografía computarizada de cuerpo completo
• 80 000 µSv: la dosis local anual en puntos localizados en las bifurcaciones de bronquios segmentarios en los pulmones causados ​​por fumar cigarrillos (1,5 paquetes / día).
• 175 000 µSv – Dosis anual de radiación natural en una playa de monazita cerca de Guarapari, Brasil.
• 5 000 000 µSv : dosis que mata a un ser humano con un riesgo del 50% en 30 días (LD50 / 30), si la dosis se recibe durante un período muy corto .

Como se puede ver, las dosis bajas son comunes en la vida cotidiana.

Las radiografías de diagnóstico usan una dosis muy pequeña de radiación ionizante para producir imágenes del interior del cuerpo. Los exámenes de diagnóstico por rayos X representan aproximadamente el 90% de la dosis de radiación que la población recibe de fuentes médicas. Las radiografías de tórax (aproximadamente 100 µSv ) son las más comunes y representan aproximadamente el 25% de todos los exámenes de rayos X, seguidos por las radiografías de hombro, pelvis y extremidades (otro 25%) y radiografías dentales ( 10%). Tenga en cuenta que no existe evidencia directa de que la radiación haya causado algún daño en los niveles de exposición encontrados con los exámenes radiológicos de diagnóstico.

Los rayos X pertenecen a la llamada radiación de baja LET . Se descubrió que los efectos biológicos de cualquier radiación aumentan con la transferencia de energía lineal (LET). En resumen, el daño biológico de la radiación de alto LET ( partículas alfa , protones o neutrones ) es mucho mayor que el de la radiación de bajo LET ( rayos gamma , rayos X).) Esto se debe a que el tejido vivo puede reparar más fácilmente el daño de la radiación que se extiende sobre un área grande que la que se concentra en un área pequeña. Por supuesto, a niveles muy altos de exposición, las radiografías pueden causar mucho daño a los tejidos.

En los siguientes puntos tratamos de expresar enormes rangos de exposición a la radiación, así como algunas dosis de fuentes médicas.

• 1 µSv – Comer una banana
• 1 µSv – Extremidad (mano, pie, etc.) Radiografía
• 5 µSv – Radiografía dental
• 10 µSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
• 40 µSv : un vuelo en avión de 5 horas
• 100 µSv – Radiografía de tórax
• 600 µSv – mamografía
• 1000 µSv : límite de dosis para miembros individuales del público, dosis efectiva total por año
• 3 650 µSv : dosis media anual recibida del fondo natural
• 5 800 µSv : tomografía computarizada del tórax
• 10 000 µSv : dosis media anual recibida de un entorno natural en Ramsar, Irán
• 20 000 µSv – tomografía computarizada de cuerpo completo
• 80 000 µSv: la dosis local anual en puntos localizados en las bifurcaciones de bronquios segmentarios en los pulmones causados ​​por fumar cigarrillos (1,5 paquetes / día).
• 175 000 µSv – Dosis anual de radiación natural en una playa de monazita cerca de Guarapari, Brasil.
• 5 000 000 µSv : dosis que mata a un ser humano con un riesgo del 50% en 30 días (LD50 / 30), si la dosis se recibe durante un período muy corto .

Como se puede ver, las dosis bajas son comunes en la vida cotidiana.

En general, las exposiciones a la radiación de los exámenes de diagnóstico médico son bajas (especialmente en usos de diagnóstico). Las dosis también pueden ser altas (solo para usos terapéuticos), pero en cada caso, siempre deben estar justificadas por los beneficios del diagnóstico preciso de posibles enfermedades o por los beneficios de un tratamiento preciso. Estas dosis incluyen contribuciones de radiología de diagnóstico médico y dental (radiografías de diagnóstico), medicina nuclear clínica y radioterapia.

El uso médico de la radiación ionizante sigue siendo un campo que cambia rápidamente. En cualquier caso, la utilidad de la radiación ionizante debe equilibrarse con sus peligros. Hoy en día se encontró un compromiso y la mayoría de los usos de la radiación están optimizados. Hoy en día es casi increíble que las radiografías se usaran, en algún momento, para encontrar el par de zapatos adecuado (es decir, fluoroscopia ajustada). Las mediciones realizadas en los últimos años indican que las dosis a los pies estaban en el rango de 0.07 – 0.14 Gy para una exposición de 20 segundos. Esta práctica se detuvo cuando se comprendieron mejor los riesgos de la radiación ionizante.

En los siguientes puntos tratamos de expresar enormes rangos de exposición a la radiación, así como algunas dosis de fuentes médicas.

• 1 µSv – Comer una banana
• 1 µSv – Extremidad (mano, pie, etc.) Radiografía
• 5 µSv – Radiografía dental
• 10 µSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
• 40 µSv : un vuelo en avión de 5 horas
• 100 µSv – Radiografía de tórax
• 600 µSv – mamografía
• 1000 µSv : límite de dosis para miembros individuales del público, dosis efectiva total por año
• 3 650 µSv : dosis media anual recibida del fondo natural
• 5 800 µSv : tomografía computarizada del tórax
• 10 000 µSv : dosis media anual recibida de un entorno natural en Ramsar, Irán
• 20 000 µSv – tomografía computarizada de cuerpo completo
• 80 000 µSv: la dosis local anual en puntos localizados en las bifurcaciones de bronquios segmentarios en los pulmones causados ​​por fumar cigarrillos (1,5 paquetes / día).
• 175 000 µSv – Dosis anual de radiación natural en una playa de monazita cerca de Guarapari, Brasil.
• 5 000 000 µSv : dosis que mata a un ser humano con un riesgo del 50% en 30 días (LD50 / 30), si la dosis se recibe durante un período muy corto .

Como se puede ver, las dosis bajas son comunes en la vida cotidiana.

Efectos sobre la salud de las exposiciones médicas

El uso médico de la radiación ionizante sigue siendo un campo que cambia rápidamente. En cada caso, la utilidad de la radiación ionizante debe equilibrarse con sus peligros. Hoy en día se encontró un compromiso y la mayoría de los usos de la radiación están optimizados. Debemos enfatizar, comer plátanos, trabajar como tripulación de vuelo de una aerolínea o vivir en lugares con, también aumentar su dosis anual. Algunos tratamientos médicos y exámenes de diagnóstico también causan dosis de radiación. Pero no significa que deba ser peligroso.En cada caso, la intensidad de la radiación también es importante. Es muy similar al calor de un incendio (menos radiación energética). Si está demasiado cerca, la intensidad de la radiación de calor es alta y puede quemarse. Si está a la distancia correcta, puede resistir allí sin ningún problema y, además, es cómodo. Si está demasiado lejos de la fuente de calor, la insuficiencia de calor también puede dañarlo. Esta analogía, en cierto sentido, puede aplicarse a la radiación también de fuentes de radiación.

En algunos casos de exposiciones médicas , estamos hablando (excepto la radioterapia) de las llamadas «dosis bajas» . Una dosis baja aquí significa pequeñas dosis adicionales comparables a la radiación de fondo normal ( 10 µSv = dosis diaria promedio recibida del fondo natural). Las dosis son muy muy bajas y, por lo tanto, la probabilidad de inducción de cáncer podría ser casi insignificante. En segundo lugar, y esto es crucial, la verdad sobre las bajas dosis de efectos sobre la salud de la radiación aún necesita ser encontrada. No se sabe exactamente si estas bajas dosis de radiación son perjudiciales o beneficiosas (y dónde está el umbral). Los organismos gubernamentales y reguladores asumen un modelo LNT en lugar de un umbral u hormesisno porque sea más convincente científicamente, sino porque es la estimación más conservadora . El problema de este modelo es que descuida una serie de procesos biológicos de defensa que pueden ser cruciales a dosis bajas . La investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa . Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación de dosis-respuesta adaptativa donde las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a la dosis baja de radiación que resulta en mutaciones y cánceres reducidos. Este fenómeno se conoce comoHormesis de radiación .

La radiación nos rodea . En, alrededor y sobre el mundo en que vivimos. Es una fuerza de energía natural que nos rodea. Es una parte de nuestro mundo natural que ha estado aquí desde el nacimiento de nuestro planeta. Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a la  radiación ionizante . La radiación ionizante se genera a través de  reacciones nucleares ,  desintegración nuclear , por temperaturas muy altas o por aceleración de partículas cargadas en campos electromagnéticos.

Exposiciones a la radiación de la generación de electricidad

En este capítulo, nos gustaría discutir un hecho muy interesante. En general, se sabe que el uso cada vez mayor de la energía nuclear y la generación de electricidad mediante reactores nucleares dará lugar a una pequeña pero creciente dosis de radiación para el público en general. Pero no se sabe en general, la generación de energía a partir del carbón también crea exposiciones adicionales y, lo que es más interesante, mientras que los niveles de exposición son muy bajos, el ciclo del carbón aporta más de la mitad de la dosis total de radiación a la población mundial a partir de la generación de electricidad. El ciclo del combustible nuclear  contribuye con menos de una quinta parte de esto. La dosis colectiva, que se definen como la suma de todas las dosis efectivas individuales en un grupo de personas durante el período de tiempo o durante la operación que se considera debido a la radiación ionizante, es:

• 670-1400 man Sv para el ciclo del carbón, dependiendo de la edad de la central eléctrica,
• 130 man Sv para ciclo de combustible nuclear,
• 5-160 man Sv para energía geotérmica,
• 55 man Sv para gas natural
• 0.03 man Sv para petróleo

Sí, estos resultados deben verse desde la perspectiva de la participación de cada tecnología en la producción mundial de electricidad. Dado que el 40 por ciento de la energía mundial fue producida por el ciclo del carbón en 2010, y el 13 por ciento por la energía nuclear, la dosis colectiva normalizada será aproximadamente la misma:

• 0.7 – 1.4 hombre Sv / GW.a (hombre sievert por gigavatio año) para el ciclo del carbón
• 0.43 man Sv / GW.a (hombre sievert por gigavatio año) para ciclo de combustible nuclear

Referencia especial: Fuentes y efectos de la radiación ionizante, UNSCEAR 2016 – Anexo B. Nueva York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

Las dosis anteriores están relacionadas con la exposición pública. Si consideramos la exposición ocupacional, con respecto a la extracción de metales de tierras raras necesarias para la construcción, la dosis colectiva más grande para los trabajadores por unidad de electricidad generada evaluada por UNSCEAR provino de la energía solar , seguida de la energía eólica . Para la energía solar, la dosis colectiva ocupacional normalizada a energía es un factor de cuarenta y ochenta más grande que para el ciclo del combustible nuclear y el ciclo del carbón, respectivamente.

Tenga en cuenta que, a menudo, la dosis efectiva colectiva se usa para estimar los efectos totales en la salud, pero de acuerdo con la CIPR, esto debe evitarse (ver más: Dosis colectiva ).

Exposición a la radiación del ciclo de combustible nuclear

El ciclo del combustible nuclear es una cadena de proceso que consta de una serie de etapas diferentes. En general, el ciclo del combustible nuclear consta de pasos en el extremo frontal (la preparación del combustible), pasos en el período de servicio (quema de combustible) y pasos en el extremo posterior (reprocesamiento o eliminación del combustible nuclear gastado). Según UNSCEAR, las exposiciones a la radiación del ciclo del combustible nuclear se evalúan a partir del ciclo de vida completo del combustible nuclear y esto incluye:

• extracción de uranio, molienda y relaves de molinos,
• fabricación de conjuntos de combustible
• operación de la central eléctrica (excepto accidentes),
• almacenamiento o reprocesamiento de combustible gastado,
• eliminación de residuos radiactivos,
• actividades de desmantelamiento.

La dosis colectiva, que resulta del ciclo del combustible nuclear es:

• 130 man Sv para ciclo de combustible nuclear,

Casi la mitad de la contribución a las exposiciones públicas del ciclo del combustible nuclear proviene de descargas de radionucleidos naturales durante las actividades de extracción y molienda de uranio.

La dosis colectiva normalizada (por gigavatio y año) es:

• 0.43 man Sv / GW.a (hombre sievert por gigavatio año) para ciclo de combustible nuclear

Referencia especial: Fuentes y efectos de la radiación ionizante, UNSCEAR 2016 – Anexo B. Nueva York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

En los siguientes puntos tratamos de expresar rangos de exposición a la radiación de la generación de electricidad junto con dosis de, que se pueden obtener de varias fuentes.

• 05 µSv – Dormir al lado de alguien
• 09 µSv : vivir a 30 millas de una planta de energía nuclear durante un año
• 1 µSv – Comer una banana
• 3 µSv : vivir dentro de 50 millas de una planta de energía de carbón durante un año
• 10 µSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural

Las dosis anteriores están relacionadas con la exposición pública. Si consideramos la exposición ocupacional , en relación con la extracción de uranio, los trabajadores de las centrales eléctricas, etc., la dosis colectiva es mayor, especialmente los mineros de uranio. Los mineros están rodeados de rocas y chapotean a través del agua subterránea que exuda radón.

Tenga en cuenta que, a menudo, la dosis efectiva colectiva se usa para estimar los efectos totales en la salud, pero de acuerdo con la CIPR, esto debe evitarse.

Exposiciones a la radiación del ciclo del carbón

El público también está expuesto a la radiación de las llamadas » fuentes mejoradas de material radiactivo natural «. Esto significa que también industrias como la minería de metales , la minería del carbón y la producción de energía a partir del carbón crean exposiciones adicionales debido a la densificación de los radionucleidos naturales. El carbón es la fuente predominante de energía utilizada para producir electricidad hoy. El ciclo del carbón es una cadena de proceso que consta de una serie de etapas diferentes. Para el ciclo del carbón, el ciclo de vida incluye:

• minería de carbón,
• operación de planta de energía,
• depósitos de cenizas de carbón.

Según UNSCEAR, la generación de energía a partir del carbón y el ciclo completo del carbón contribuyen con más de la mitad de la dosis total de radiación a la población mundial a partir de la generación de electricidad. Esta declaración parecerá paradójica para muchos lectores, ya que no se sabe comúnmente que las fuentes de energía no nuclear liberan radiación al medio ambiente. Pero la generación de energía a partir del carbón también crea exposiciones adicionales al público. Incluso el ciclo del combustible nuclear libera menos radiación al medio ambiente que el ciclo del carbón y cualquier otra fuente de energía importante.

El problema es el carbón mismo y especialmente las cenizas de carbón ( cenizas volantes ). El carbón, una roca sedimentaria negra o marrón-negra combustible, contiene una cantidad sustancial de los elementos radiactivos uranio y torio . Según UNSCEAR, la actividad específica promedio de uranio-238 y torio-232 en el carbón es generalmente de alrededor de 20 Bq / kg (rango 5-300 Bq / kg). Las minas de carbón en Freital, Alemania, que tienen concentraciones de uranio de 15000 Bq / kg de carbón, son una excepción. La quema de carbón gasifica sus materiales orgánicos, concentrando sus componentes inorgánicos en los desechos restantes, llamados cenizas volantes . Alrededor del 10%de carbón es ceniza volante. Las cenizas volantes son peligrosas y tóxicas para los seres humanos y algunos otros seres vivos, y las cenizas volantes también contienen los elementos radiactivos uranio y torio, que se concentran en un factor de 10 . Debe enfatizarse, incluso las cenizas volantes no poseen ningún riesgo para la salud del público. Existen algunas restricciones sobre el uso de cenizas volantes en vertederos y construcción de carreteras. La mayoría de las restricciones están en el uso en la construcción de edificios, donde puede dar lugar a mayores exposiciones, especialmente del radón . En cualquier caso, no queremos causar ningún miedo irracional a la radiación del carbón. No significa que deba ser peligroso. En caso de radiación de la generación de electricidad., las dosis suelen ser muy, muy bajas. Además, estos resultados no pueden usarse para determinar si una forma de generación de energía es preferible a otra.

La dosis colectiva, que resulta del ciclo del carbón es:

• 670-1400 man Sv para el ciclo del carbón, dependiendo de la edad de la central eléctrica,

Al considerar la cantidad de electricidad generada en el año 2010 por cada tecnología, el ciclo del carbón resultó en la mayor dosis colectiva para el público global y los trabajadores combinados, seguido por el ciclo del combustible nuclear. De las tecnologías restantes, la energía geotérmica y la combustión de gas natural fueron los siguientes contribuyentes más importantes.

La dosis colectiva normalizada (por gigavatio y año) es:

• 0.7 – 1.4 hombre Sv / GW.a (hombre sievert por gigavatio año) para el ciclo del carbón

Referencia especial: Fuentes y efectos de la radiación ionizante, UNSCEAR 2016 – Anexo B. Nueva York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

En los siguientes puntos tratamos de expresar rangos de exposición a la radiación de la generación de electricidad junto con dosis de, que se pueden obtener de varias fuentes.

• 05 µSv – Dormir al lado de alguien
• 09 µSv : vivir a 30 millas de una planta de energía nuclear durante un año
• 1 µSv – Comer una banana
• 3 µSv : vivir dentro de 50 millas de una planta de energía de carbón durante un año
• 10 µSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural

Las dosis anteriores están relacionadas con la exposición pública. Si consideramos la exposición ocupacional , en relación con la minería del carbón y los depósitos de cenizas volantes, la dosis colectiva es mayor, especialmente para los mineros del carbón . Los mineros de carbón como grupo reciben la mayor dosis colectiva de radiación, a través de una mayor exposición a los radionucleidos naturales.

Tenga en cuenta que, a menudo, la dosis efectiva colectiva se usa para estimar los efectos totales en la salud, pero de acuerdo con la CIPR, esto debe evitarse (ver más: Dosis colectiva ).

Efectos sobre la salud de las exposiciones a la radiación de la generación de electricidad

Debemos enfatizar que comer plátanos, trabajar como tripulante de vuelo de una aerolínea o vivir cerca de una central nuclear o de carbón aumenta su tasa de dosis anual. Pero no significa que deba ser peligroso. En cada caso, la intensidad de la radiación también es importante. Es muy similar al calor de un incendio (menos radiación energética). Si está demasiado cerca, la intensidad de la radiación de calor es alta y puede quemarse. Si está a la distancia correcta, puede resistir allí sin ningún problema y, además, es cómodo. Si está demasiado lejos de la fuente de calor, la insuficiencia de calor también puede dañarlo. Esta analogía, en cierto sentido, puede aplicarse a la radiación también de fuentes de radiación.

En caso de radiación proveniente de la generación de electricidad , usualmente estamos hablando de las llamadas «dosis bajas» . Una dosis baja aquí significa pequeñas dosis adicionales comparables a la radiación de fondo normal ( 10 µSv = dosis diaria promedio recibida del fondo natural). Las dosis son muy muy bajas y, por lo tanto, la probabilidad de inducción de cáncer podría ser casi insignificante. En segundo lugar, y esto es crucial, la verdad sobre las bajas dosis de efectos sobre la salud de la radiación aún necesita ser encontrada. No se sabe exactamente si estas bajas dosis de radiación son perjudiciales o beneficiosas (y dónde está el umbral). Los organismos gubernamentales y reguladores asumen un modelo LNT en lugar de un umbral u hormesisno porque sea más convincente científicamente, sino porque es la estimación más conservadora . El problema de este modelo es que descuida una serie de procesos biológicos de defensa que pueden ser cruciales a dosis bajas . La investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa . Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación de dosis-respuesta adaptativa donde las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a la dosis baja de radiación que resulta en mutaciones y cánceres reducidos. Este fenómeno se conoce comoHormesis de radiación .