¿Qué es la fuente interna de radiación? Definición

Fuente interna de radiación. 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. Dosimetría de radiación

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.

Modelo LNT y Modelo Hormesis
Supuestos alternativos para la extrapolación del riesgo de cáncer frente a la dosis de radiación a niveles de dosis baja, dado un riesgo conocido a una dosis alta: modelo LNT y modelo hormesis.

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 .

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