¿Qué es la contaminación radiactiva? – Definición

La contaminación se conoce generalmente como la presencia de un constituyente no deseado, sustancia nociva o impureza en un lugar (material, cuerpo físico, entorno natural, lugar de trabajo) donde no se pretende ni se desea. La contaminación tiene un significado mucho más general, ya que se puede definir en disciplinas como la química, la protección del medio ambiente, la protección radiológica o la agricultura.

La contaminación radioactiva se conoce como la presencia de sustancias radiactivas no deseadas en las superficies o dentro de los sólidos (incluido el cuerpo humano), líquidos o gases, donde su presencia es involuntaria o indeseable. La contaminación radiactiva consiste en átomos radioactivos (material) que han escapado del sistema o estructura que normalmente los contendría. Dado que la contaminación radiactiva es material radiactivo, la contaminación emite radiación ionizante. Es muy importante qué material (qué radioisótopo) es el contaminante radioactivo. También es muy importante distinguir entre la contaminación radiactiva y la radiación misma .

Contaminación versus Radiación

La contaminación radiactiva consiste en material radiactivo, que genera radiación ionizante. Es la fuente de radiación, no la radiación misma. Cada vez que el material radiactivo no está en un contenedor sellado de fuente radiactiva y podría extenderse a otros objetos, existe la posibilidad de contaminación radiactiva. La contaminación radiactiva puede caracterizarse por los siguientes puntos:

• La contaminación radiactiva consiste en material radioactivo (contaminantes), que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Los contaminantes grandes pueden ser incluso visibles, pero no se puede ver la radiación producida.
• Cuando se liberan, los contaminantes pueden propagarse por el aire, el agua o simplemente por contacto mecánico.
• No podemos proteger la contaminación.
• Podemos mitigar la contaminación protegiendo la integridad de las barreras (contenedor fuente, revestimiento de combustible, recipiente del reactor , construcción de contención )
• Como los contaminantes interactúan químicamente, pueden estar contenidos dentro de objetos como el cuerpo humano.
• Podemos eliminar la contaminación por muchos procesos mecánicos, químicos (superficies descontaminadas) o biológicos ( vida media biológica ).
• Es de suma importancia qué material es el contaminante radioactivo ( vida media , modo de descomposición, energía).

La radiación ionizante está formada por partículas de alta energía ( fotones , electrones , etc. ), que pueden penetrar la materia e ionizar (para formar iones al perder electrones) los átomos objetivo para formar iones. La exposición a la radiación es la consecuencia de la presencia cerca de la fuente de radiación. La exposición a la radiación como una cantidad se define como una medida de la ionización del material debido a la radiación ionizante. El peligro de la radiación ionizante radica en el hecho de que la radiación es invisible.y no directamente detectable por los sentidos humanos. La gente no puede ver ni sentir radiación, pero deposita energía en las moléculas del cuerpo. La energía se transfiere en pequeñas cantidades para cada interacción entre la radiación y una molécula y generalmente hay muchas de esas interacciones. A diferencia de la contaminación radiactiva, la radiación puede caracterizarse por los siguientes puntos:

• La radiación consiste en partículas de alta energía que pueden penetrar la materia e ionizar (para formar iones al perder electrones) átomos objetivo. La radiación es invisible y no es directamente detectable por los sentidos humanos. Cabe señalar, la radiación beta es indirectamente visible debido a la radiación cherenkov .
• A diferencia de la contaminación, la radiación no se puede propagar por ningún medio. Viaja a través de los materiales hasta que pierde su energía. Podemos proteger la radiación (p. Ej., Parados a la vuelta de la esquina).
• La exposición a la ionización no significa necesariamente que el objeto se vuelva radioactivo (excepto la muy rara radiación de neutrones).
• La radiación puede penetrar barreras, pero una barrera suficientemente gruesa puede minimizar todos los efectos.
• A diferencia de los contaminantes, la radiación no puede interactuar químicamente con la materia y no puede unirse dentro del cuerpo.
• No es importante, qué material es la fuente de cierta radiación. Solo importa el tipo de radiación y energía.

Hay una característica común: la radiación natural y los contaminantes naturales nos rodean . 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 de fondo natural es radiación ionizante, que se origina en una variedad de fuentes naturales. Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a radiaciones ionizantes.. Esta radiación no está asociada con ninguna actividad humana. Hay isótopos radiactivos en nuestros cuerpos, casas, aire, agua y en el suelo. Todos también estamos expuestos a la radiación del espacio exterior.

Tipos de contaminacion

Pueden existir materiales radiactivos en superficies o en volúmenes de material o aire, y se utilizan técnicas especializadas para medir los niveles de contaminación mediante la detección de la radiación emitida. Podemos distinguir entre los siguientes tipos de contaminación:

Contaminación de superficie

La contaminación de la superficie significa que el material radiactivo se ha depositado en las superficies (como paredes, pisos). Puede depositarse libremente, al igual que el polvo ordinario, o puede fijarse con bastante firmeza por reacción química. Esta distinción es importante, y clasificamos la contaminación de la superficie en función de la facilidad con que se puede eliminar:

• Contaminación libre . En el caso de contaminación libre (o contaminación suelta), el material radiactivo puede extenderse. Esta es la contaminación de la superficie que se puede eliminar fácilmente con métodos simples de descontaminación. Por ejemplo, si las partículas de polvo que contienen varios radioisótopos caen sobre la piel o las prendas de la persona, podemos limpiarla o quitarnos la ropa. Una vez que una persona ha sido descontaminada, se eliminan todas las fuentes de radiactividad particulada y el individuo ya no está contaminado. La contaminación libre también es un peligro más grave que la contaminación fija, ya que las partículas de polvo pueden transportarse por el aire y pueden ingerirse fácilmente. Esto conduce a una exposición interna por contaminantes radiactivos. Aunque casi todos los contaminantes son beta radiactivos con el acompañamientoemisión gamma , pero también existe la posibilidad de contaminación alfa en cualquier área de manejo de combustible nuclear.
• Contaminación fija . En el caso de contaminación fija, el material radioactivo no puede extenderse, ya que está unido química o mecánicamente a las estructuras. No se puede eliminar con métodos de limpieza normales. La contaminación fija es un peligro menos grave que la contaminación libre, no se puede volver a suspender ni transferir a la piel. Por lo tanto, el peligro suele ser solo externo. Por otro lado, depende del nivel de contaminación. Aunque casi todos los contaminantes son beta radiactivos con emisión gamma acompañante, pero también existe la posibilidad de contaminación alfa en cualquier área de manejo de combustible nuclear. A menos que el nivel de contaminación sea muy severo, la tasa de dosis de radiación gamma será pequeña y la exposición externa será significativa solo en contacto con las superficies contaminadas o muy cerca de ellas. Dado que las partículas beta son menos penetrantes que los rayos gamma , la tasa de dosis beta puede ser alta solo en contacto. Un valor de 1 mSv / h en contacto para un nivel de contaminación de 400 – 500 Bq / cm ² es bastante representativo.

Contaminación en el aire

Este tipo de contaminación es de particular importancia en las centrales nucleares , donde debe ser monitoreado. Los contaminantes pueden transportarse al aire, especialmente durante la extracción de la cabeza superior del reactor, el reabastecimiento de combustible del reactor y durante las manipulaciones dentro de la piscina de combustible gastado. El aire puede estar contaminado con isótopos radiactivos, especialmente en forma de partículas, lo que plantea un peligro de inhalación particular . Esta contaminación consiste en varios productos de fisión y activación que ingresan al aire en forma gaseosa, de vapor o en partículas. Existen cuatro tipos de contaminación en el aire en las centrales nucleares, a saber:

• Partículas . La actividad de partículas es un peligro interno, ya que puede inhalarse. El material particulado transportable que ingresa al sistema respiratorio ingresará al torrente sanguíneo y será transportado a todas las partes del cuerpo. Las partículas no transportables permanecerán en los pulmones con una cierta vida media biológica. Por ejemplo, Sr-90, Ra-226 y Pu-239 son radionucleidos conocidos como radionucleidos buscadores de hueso. Estos radionúclidos tienen vidas medias biológicas largas y son riesgos internos graves. Una vez depositados en el hueso, permanecen allí esencialmente sin cambios en la cantidad durante la vida del individuo. La acción continua de las partículas alfa emitidas puede causar lesiones significativas: durante muchos años depositan toda su energía en un pequeño volumen de tejido, porque el rango de las partículas alfa es muy corto.
• Gases nobles . Los gases nobles radiactivos, como el xenón-133 , el xenón-135 y el   criptón-85 están presentes en el refrigerante del reactor, especialmente cuando hay fugas de combustible. A medida que aparecen en el refrigerante, se transportan al aire y pueden inhalarse. Se exhalan justo después de ser inhalados, porque el cuerpo no reacciona químicamente con ellos. Si los trabajadores trabajan en una nube de gas noble, la dosis externa que recibirán es aproximadamente 1000 veces mayor que la dosis interna. Debido a esto, solo nos preocupan las tasas externas de dosis beta y gamma.
• Radioyodo . El radioyodo , yodo-131 , es un radioisótopo importante del yodo. El radioyodo desempeña un papel importante como isótopo radiactivo presente en los productos de fisión nuclear , y es un contribuyente importante a los peligros para la salud cuando se libera a la atmósfera durante un accidente. El yodo 131 tiene una vida media de 8.02 días. El tejido objetivo para la exposición al radioyodo es la glándula tiroides. La dosis externa de beta y gamma del radioyodo presente en el aire es bastante insignificante en comparación con la dosis comprometida a la tiroides que resultaría de respirar este aire. La vida media biológica.para el yodo dentro del cuerpo humano es de aproximadamente 80 días (según ICRP). El yodo en los alimentos es absorbido por el cuerpo y preferentemente concentrado en la tiroides, donde es necesario para el funcionamiento de esa glándula. Cuando el ¹³¹ I está presente en altos niveles en el medio ambiente debido a la lluvia radiactiva, puede ser absorbido a través de alimentos contaminados y también se acumulará en la tiroides. ¹³¹ I decae con una vida media de 8.02 días con partículas beta y emisiones gamma. A medida que se descompone, puede causar daño a la tiroides. El riesgo principal de la exposición a altos niveles de ¹³¹ I es la posibilidad de aparición de cáncer de tiroides radiogénico en la edad adulta. Para ¹³¹ I, ICRP ha calculado que si inhala 1 x 10 ⁶Bq, recibirá una dosis tiroidea de H _T = 400 mSv (y una dosis ponderada de todo el cuerpo de 20 mSv).
• Tritio El tritio es un subproducto en reactores nucleares . La fuente más importante (debido a las liberaciones de agua tritiada) de tritio en las centrales nucleares proviene del ácido bórico , que se usa comúnmente como una cuña químicapara compensar un exceso de reactividad inicial. Tenga en cuenta que el tritio emite partículas beta de baja energía con un rango corto en los tejidos del cuerpo y, por lo tanto, representa un riesgo para la salud como resultado de la exposición interna solo después de la ingestión en agua potable o alimentos, o la inhalación o absorción a través de la piel. El tritio introducido en el cuerpo se distribuye uniformemente entre todos los tejidos blandos. Según la ICRP, un tiempo medio biológico de tritio es de 10 días para HTO y 40 días para OBT (tritio unido orgánicamente) formado a partir de HTO en el cuerpo de adultos. Como resultado, para una ingesta de 1 x 10 ⁹ Bq de tritio (HTO), un individuo recibirá una dosis de todo el cuerpo de 20 mSv (igual a la ingesta de 1 x 10 ⁶ Bq de ¹³¹ I). Mientras que para los PWR el tritio representa un riesgo menor para la salud, paraReactores de agua pesada , contribuye significativamente a la dosis colectiva de los trabajadores de la planta. Tenga en cuenta que, “El aire que está saturado con agua de moderador a 35 ° C puede dar 3 000 mSv / h de tritio a un trabajador sin protección (Ver también: JUBurnham. Protección contra la radiación). La mejor protección contra el tritio se puede lograr utilizando un respirador con suministro de aire. Los respiradores con cartucho de tritio protegen a los trabajadores solo por un factor de 3. La única forma de reducir la absorción de la piel es usando plásticos. En las plantas de energía PHWR, los trabajadores deben usar plásticos para trabajar en atmósferas que contengan más de 500 μSv / h.

Los respiradores con filtros de aire adecuados o trajes completamente autónomos con su propio suministro de aire pueden mitigar los peligros de la contaminación del aire. La contaminación en el aire generalmente se mide mediante instrumentos radiológicos especiales que bombean continuamente el aire muestreado a través de un filtro. Los instrumentos que hacen esto se llaman Monitores de aire continuo (CAM). Las partículas radiactivas en el aire se acumulan en el filtro, donde la actividad se mide mediante un detector colocado cerca del filtro.

Ver también: concentración de aire derivado

Ver también: Límite anual de admisión

Descontaminación

La descontaminación es un proceso utilizado para reducir o eliminar la contaminación radiactiva para reducir el riesgo de exposición a la radiación. La eliminación de la contaminación de las áreas ocupadas, el equipo y el personal es importante para mantener una dosis de radiación ionizante tan baja como sea razonablemente posible (ALARA). La descontaminación también reduce los niveles de radiación de fondo, el inventario de materiales radiactivos y la propagación de la contaminación a áreas, equipos y personal no controlados.

La descontaminación se puede lograr limpiando o tratando superficies para reducir o eliminar la contaminación. También se puede lograr filtrando aire o agua contaminada o cubriendo la contaminación para proteger o absorber la radiación. El proceso también puede simplemente permitir un tiempo adecuado para que la desintegración radiactiva natural disminuya la radiactividad.

En las centrales nucleares , es inevitable que muchos elementos del equipo, y también herramientas, ropa, áreas de trabajo e incluso personas se contaminen. Esto es bastante común, que parte del material radiactivo se adhiere a las superficies (por ejemplo, la suela de un zapato). En este caso, los trabajadores son monitoreados continuamente y en este caso, se debe eliminar la contaminación de la superficie. Podemos deshacernos de la contaminación por muchos elementos mecánicos, químicos (descontaminar superficies). Procesos biológicos ( vida media biológica) siempre funcionan en caso de contaminación interna. Una persona se vuelve ‘radiactiva’ si las partículas de polvo que contienen varios radioisótopos caen sobre la piel o las prendas de la persona. Una vez que una persona ha sido descontaminada por la eliminación de la ropa y el lavado dérmico, se eliminan todas las fuentes de radiactividad de partículas y el individuo ya no está contaminado.

Técnicas de descontaminación

En general, existen muchas técnicas y equipos utilizados para la descontaminación de superficies y personas. En cualquier caso, el tipo de contaminación y el material contaminado son importantes. Por ejemplo, es muy difícil descontaminar materiales porosos. Como orientación general para el lector, estas técnicas de descontaminación y sus principales aplicaciones se destacan en:

Referencia especial: Tecnología de vanguardia para la descontaminación y el desmantelamiento de instalaciones nucleares, OIEA. OIEA Viena, 1999. ISBN 92–0–102499–1.

• Descontaminación Química . La descontaminación química es uno de los mejores métodos para la mayoría de las operaciones de descontaminación es limpiar con agua a la que se han agregado uno o más agentes químicos de limpieza adecuados. Estos métodos incluyen la descontaminación usando soluciones químicas, geles químicos, descontaminación de espuma, etc. La eliminación de la contaminación del personal debe realizarse con cuidado para garantizar que la piel no sufra daños y para evitar que la contaminación ingrese al cuerpo o una herida.
• Descontaminación Mecánica . La descontaminación mecánica se puede utilizar especialmente para la descontaminación industrial. Existen métodos de descontaminación en los que la capa externa de la superficie contaminada se elimina por la fuerza física. Tales métodos son efectivos, pero son algo toscos y destructivos, y puede que no sea posible usarlos en objetos delicados. Estos métodos incluyen la descontaminación mediante limpieza con vapor, limpieza abrasiva, chorro de arena, limpieza por aspiración, limpieza por ultrasonidos, etc.