¿Qué es la radiación en la Tierra y en el espacio? Definición

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.

Radiación en la Tierra y en el espacio

Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a la radiación ionizante . 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.

Radiación en la Tierra – Radiación de fondo natural

Dividimos todas estas fuentes de radiación natural en tres grupos:

• Radiación Cósmica . La radiación cósmica se refiere a las fuentes de radiación en forma de rayos cósmicos que provienen del sol o del espacio exterior. A nivel del suelo, los  muones , con energías principalmente entre 1 y 20 GeV, contribuyen con aproximadamente el 75% de la tasa de dosis absorbida en el aire libre. El resto proviene de electrones producidos por los muones o presentes en la cascada electromagnética. La dosis anual de rayos cósmicos  al nivel del mar es de alrededor de  0.27 mSv  (27 mrem). Si vive en elevaciones más altas o es un pasajero frecuente de una aerolínea, esta exposición puede ser significativamente mayor, ya que la atmósfera es más delgada aquí. Los efectos del campo magnético de la  tierra  también determinan la dosis de  la radiación cósmica .
• Radiación terrestre . 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 uranio y los productos de descomposición del uranio, como el torio, el radio y el radón. 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 / h) La dosis de radiación anual promedio para una persona del radón es de aproximadamente  2 mSv / año y puede variar en muchos órdenes de magnitud de un lugar a otro. El radón es tan importante que generalmente se trata por separado.
• La radiación interna . Además de las fuentes cósmicas y terrestres, todas las personas también tienen isótopos radiactivos de potasio 40, carbono 14, plomo 210 y otros dentro de sus cuerpos desde el nacimiento. La concentración de potasio-40 es casi  estable  en todas las personas a un nivel de aproximadamente  55 Bq / kg  (3850 Bq en total), lo que corresponde a la dosis efectiva anual de  0.2 mSv . La dosis anual de carbono-14 se estima en alrededor de  12 μSv / año .

Radiación en el espacio

La radiación cósmica se  refiere a las fuentes de radiación en forma de  rayos cósmicos  que provienen del Sol o del espacio exterior. La tierra siempre ha sido bombardeada por partículas de alta energía que se originan en el espacio exterior y generan lluvias de partículas secundarias en la atmósfera inferior. Las partículas cargadas (especialmente los protones de alta energía) del sol y el espacio exterior interactúan con la atmósfera terrestre y el campo magnético para producir una  lluvia de radiación (es decir, una ducha de aire), típicamente  radiación beta  y  gamma . Si vive en elevaciones más altas o es un pasajero frecuente de una aerolínea, esta exposición puede ser significativamente mayor, ya que la atmósfera es más delgada aquí. Los efectos del campo magnético de la  tierra. También determina la dosis de  la radiación cósmica .

Composición de la radiación cósmica.

La  radiación cósmica primaria  consiste en una mezcla de protones de  alta energía  (~ 87%),  partículas alfa  (~ 11%),  electrones de alta energía  (~ 1%) y un rastro de núcleos más pesados ​​(~ 1%). La energía de estas partículas oscila entre 10 ⁸  eV y 10 ²⁰  eV. Una fracción muy pequeña son partículas estables de  antimateria , como  positrones  o  antiprotones . La naturaleza precisa de esta fracción restante es un área de investigación activa.

Energía de rayos cósmicos

Se ha observado que las energías de los rayos cósmicos de energía ultraalta (UHECR) más enérgicas se aproximan a 3 x 10 ²⁰  eV, aproximadamente 40 millones de veces la energía de las partículas aceleradas por el Gran Colisionador de Hadrones. El origen de las partículas de alta energía es del espacio exterior. Se supone que las partículas con una energía de hasta aproximadamente 10 ¹⁵  eV provienen de nuestra propia galaxia, mientras que aquellas con las energías más altas probablemente tengan un origen extragaláctico.

Clasificación de la radiación cósmica

La radiación cósmica se puede dividir en diferentes tipos según su origen. Hay tres fuentes principales de dicha radiación:

• Radiación solar cósmica . La radiación cósmica solar se refiere a las fuentes de radiación en forma de partículas de alta energía (predominantemente protones) emitidas por el sol, principalmente en eventos de partículas solares (SPEs). La radiación solar es un peligro de radiación significativo para las naves espaciales y los astronautas, también produce tasas de dosis significativas a gran altura, pero solo la radiación más energética contribuye a las dosis a nivel del suelo. Tenga en cuenta que cualquiera que haya estado en la superficie de la Luna durante una erupción solar particularmente violenta en 2005 habría recibido una  dosis letal .
• Radiación Cósmica Galáctica . La radiación cósmica galáctica, GCR, se refiere a fuentes de radiación en forma de partículas de alta energía que se originan fuera del sistema solar, pero generalmente desde nuestra galaxia, la Vía Láctea. El componente nucleónico consiste en una mezcla de protones de alta energía (~ 86%), partículas alfa (~ 12%) y un rastro de núcleos más pesados ​​(~ 1%). Los GCR están atrapados por el campo magnético galáctico, por lo tanto, probablemente se han acelerado en los últimos millones de años y han viajado muchas veces por la galaxia. Su mecanismo de aceleración es incierto, pero uno de los posibles mecanismos es que la partícula es acelerada por las ondas de choque que se expanden desde las supernovas. La energía de estas partículas oscila entre 10 ⁸  eV y 10 ²⁰  eV.

Radiación de los cinturones de radiación de la Tierra (cinturones de van Allen ). Los cinturones de radiación Van Allen son zonas de partículas de alta energía (especialmente protones) atrapadas por el campo magnético de la tierra. La mayoría de estas partículas de alta energía se originan del viento solar, que fue capturado y retenido alrededor de un planeta por el campo magnético de esa tierra. El cinturón de van Allen se forma como un toro sobre el ecuador. Hay dos cinturones de radiación van Allen, un cinturón interno está centrado a unos 3.000 kilómetros y un cinturón exterior está centrado a unos 22.000 kilómetros de la superficie de la tierra. Contiene principalmente protones energéticos en el rango de 10-100 MeV. Las naves espaciales que viajan más allá de la órbita terrestre baja entran en la zona de radiación de los cinturones de Van Allen. Más allá de los cinturones, enfrentan peligros adicionales por los rayos cósmicos y los eventos de partículas solares. Una región entre los cinturones de Van Allen internos y externos se encuentra en dos o cuatro radios de la Tierra y a veces se la conoce como la «zona segura».