Ciencia y Tecnología de las Radiaciones

Introducción

El conocimiento popular sobre este tema
parece recaer casi únicamente en las notas
periodísti- cas sobre las 2 bombas atómicas
estalladas al fin de la Segunda Guerra Mundial (Japón,
1945) o por el accidente ocurrido en la vetusta central
nucleoeléctrica N0 4 de Chernobil (Ucrania,
1986).

Todos los elementos radiactivos, como las
radiaciones, existen en nuestro planeta desde antes de la
aparición de la vida. Hubo radiación en el "big
bang" (la gran explosión), que dio origen al universo hace
unos 5 mil millones de años y se dispersó por el
cosmos, por lo tanto se confirma que los materia– les radiactivos
forman parte de la Tierra desde su formación.

Hoy, igual que entonces, los rayos
cósmicos que bañan nuestro planeta son los
responsables de esa radiación natural llegada desde el
exterior después de viajar durante miles de
años.

Una estrella en las diversas etapas de la
evolución emite rayos X y gamma, protones, neutrones o
núcleos más pesados que se desplazan por el espacio
a la velocidad de la luz. La probabilidad de chocar con la Tierra
es pequeña porque cada galaxia contiene unos 100 mil
millones de estrellas y se calcula que existen cientos de miles
de millones de galaxias en el universo.

En noviembre de 1895 el físico
alemán Wilhelm Konrad von Röentgen (1845-1923)
descubrió los rayos X, radiaciones con una serie de
peculiaridades desconocidas hasta ese momento. Tal
revelación fue condecorada con el Premio Nobel de
Física en 1901.

Wilhelm von
Röentgen

Interesado en el descubrimiento de
Röentgen, el científico francés Antoine Henri
Becquerel (1852-1908) buscaba averiguar si algunos materiales
expuestos a la radiación solar son capaces de emi- tir
rayos X. Un nublado día de febrero de 1896, este
investigador colocó el mineral a ensayar en un
cajón junto a algunas placas fotográficas; cuando
al día siguiente buscó esas láminas,
verificó que estaban al- teradas (veladas). Es obvio que
la radiación, luego llamada "X", que interactuó con
las placas provenía de ese mineral que fue identificado
como uranio. Becquerel se hizo merecedor del Premio
Nobel de Físi- ca en 1903 por el descubrimiento de la
radiactividad.

Este hallazgo inspiró a otros
investigadores para la búsqueda de nuevas sustancias
capaces de emitir radiaciones.

Antoine Henri Becquerel

En 1898, Marie Sklodowska (1867-1934) y su
marido Pierre Curie (1859-1906) descubrieron que a medida que el
uranio emitía radiación se transformaba en otros
elementos a los que denominaron polonio (referenciando
al país natal de la investigadora) y radio, "el
elemento brillante". Esta física polaca acuño la
palabra "radiactividad" y recibió el Premio Nobel de
Química en 1911, aunque en 1903 los Curie junto con
Becquerel habían sido distinguidos con el premio Nobel de
Física por sus aportes al conoci- miento del uranio. Al
pronunciar su discurso en dicho evento, Pierre Curie dijo: "No es
difícil concebir que en manos criminales el radio pueda
ser muy peligroso". Y mas tarde agregó: "pienso que los
nuevos descubrimientos acarrea- rán mas beneficios que
daños a la Humanidad".

Marie y Pierre Curie en su
laboratorio

Becquerel pudo comprobar en si mismo los
efectos de las radiaciones nucleares al olvidar en los bolsillos
de su chaqueta un tubo de vidrio con radio, lo que le
produjo lesiones en la piel. Marie Curie murió de una
enfermedad en sangre producida por prolongadas exposiciones a la
radiación. Estos ac- cidentes que padecieron decenas de
aquellos pioneros, ocurrieron porque todavía no se
conocían los alcances de esta herramienta. Fuera de esta
consideración se encuentra Pierre Curie que
falleció al ser atropellado por un carruaje.

Los citados descubrimientos marcaron el
comienzo de la "era atómica" y su evolución fue
impul- sada por sucesivas revelaciones, entre las que se
destacan:

• La teoría de la relatividad de
  Albert Einstein (1905).

• El modelo atómico de Ernest
  Rutherford (1911).

• La radiactividad artificial por el
  matrimonio Irene Curie y Federico Juliot (hija y yerno del
  matrimonio Curie, 1934). Premio Nobel de Química,
  1935.

• Fisión nuclear por Otto Hahn
  (1939) y Lise Meitner.

• Primera reacción controlada en
  cadena por Enrico Fermi (1942).

Desde comienzos del siglo XX, a la
radiación natural o "de fondo" se le ha sumado la que el
ser humano creó para satisfacer sus necesidades e
intereses. Esa radiación producida artificialmente corres-
ponde al 13% de la radiación total promedio registrada hoy
en el mundo; el 87% restante es de origen natural.

En este sentido, en algunas regiones de
Italia, Francia, India y Nigeria, los niveles de radiación
emitidos por determinadas fuentes terrestres, son mayores al aire
libre que los promedios observados en el resto del mundo. Esto se
debe a que ese suelo contiene una concentración
infrecuentemente alta de radioisótopos. En algunas zonas
costeras y calles de los estados de Espíritu Santo y
Río de Janeiro (Brasil) se detectan niveles de
radiactividad desde superiores hasta muy superiores respecto de
los guarismos promedio de otras áreas.

Recibimos radiaciones naturales
independientemente del lugar en el que estemos, ya sea en la
casa, en la oficina, en el campo, en el bosque, en el mar, en la
calle, en el colegio, en un vehículo. La cantidad de
radiación natural absorbida por un ser humano en cualquier
lugar del mundo, se estima que no ha variado
demasiado.

Debido a que en las construcciones se
utilizan materiales similares en su composición a los del
suelo del lugar y a que la población pasa mucho tiempo en
su interior, es importante conocer las dosis recibidas por la
radiación proveniente de las paredes, piso y techo. En
casas de ladrillo, hormigón o pie- dra, la
irradiación en el interior es 30 ó 40% mayor que en
el exterior debido a la radiación emitida por el
radón presente en los materiales de
construcción. Este fenómeno no se aprecia en las
casas realizadas en madera.

Durante el viaje en avión se recibe
una dosis de radiación mayor, ya que hay menos
protección contra los rayos cósmicos. Un pasajero
que vuela a 12 mil metros durante 1 hora, recibe una dosis de
radiación mayor que la que absorbe de la actividad nuclear
en 1 año.

En nuestro organismo también hay
radiación. La irradiación interna se debe a la
inhalación de polvo o humo que contenga en
suspensión partículas radiactivas, así como
a la consumición de agua y alimentos que tengan
incorporado algún elemento inestable.

El resto de la radiación absorbida,
alrededor del 20%, proviene de las actividades humanas de las
cuales la más conocida tal vez sea la aplicación
médica, por los beneficios que reporta su uso en el
diagnóstico (exploraciones en los órganos,
seguimiento de hormonas) y en el tratamiento de enfermeda- des
oncológicas.

Probablemente se conozcan menos los usos de
la radiación en la investigación y la industria ya
que es muy magra la divulgación del conocimiento, los
descubrimientos científicos básicos y el desarrollo
tecnológico en el campo nuclear pacífico. La
inspección de soldaduras, la detección de grietas
en metal forjado o burbujas en las fundiciones, la
esterilización de materiales descartables, la
datación y conserva- ción de antigüedades, el
control de insectos dañinos y de microorganismos
patógenos, la medición de caudales de agua, el
mejoramiento de utilidades en algunos polímeros,
inhibición del brote en papas, ajos y cebollas, figuran
entre sus numerosas aplicaciones.

Átomos,
isotopos y radiaciones

La materia está constituida
por combinaciones de elementos, sustancias indivisibles
por méto- dos convencionales. En la naturaleza hay 92
elementos identificados (hidrógeno, oxígeno,
carbono, fós- foro, calcio, etc.), los cuales se
diferencian entre si por la estructura de sus
átomos.

Según el modelo de Rutherford
Böhr, cada uno de estos átomos presenta un
núcleo con partí-culas cargadas
positivamente, llamadas protones, cuya cantidad nos indica
el número atómico.

Alrededor del núcleo giran
partículas, los electrones, con carga negativa
quienes son atraídos por la carga positiva de los
protones. La cantidad de electrones de un átomo es igual
al número de pro- tones que están en el
núcleo y determinan las propiedades químicas de los
átomos.

Los átomos en su núcleo
también contienen neutrones, que son
partículas neutras (sin carga) que parecen ejercer un
efecto estabilizador. La cantidad de protones (número
atómico) más la cantidad de neutrones que hay en el
núcleo, nos da el peso atómico de un
elemento.

Los átomos que difieren entre
sí por su peso atómico pero no por su número
atómico, son los isótopos de un elemento. El
comportamiento químico de los isótopos es semejante
porque detentan el mismo número de electrones y protones,
pero pueden tener diferente cantidad de neutrones. La
mayoría de los elementos tienen varias formas
isotópicas.

2 ó más átomos forman
partículas: las moléculas. Están
adheridas por fuerzas de atracción mu- tua con carga
eléctrica desigual.

El núcleo del átomo de un isótopo
es estable, es decir no registra cambios durante el transcurrir
del tiempo. Pero cuando el núcleo del átomo de un
isótopo es inestable, libera energía en su camino a
una forma estable: se los llama radioisótopos o
isótopos radiactivos. Algunos se encuentran en la
naturaleza, mientras que otros son producidos artificialmente,
pero todos se desintegran generando radiación
nuclear, lo que indica que continuamente todos los seres
vivos o no, reciben radiaciones. La radiación puede
definirse entonces como energía en tránsito de un
lugar a otro y aunque todas las for- mas de radiación
pueden ser nocivas, la atención siempre fue dirigida hacia
un tipo de radiación de ele-vada energía capaz de
originar partículas (iones) a partir de los átomos
en los que incide y que recibe por ello el nombre de
radiación ionizante.

Radiaciones
ionizantes

Las radiaciones son ionizantes cuando
producen directa o indirectamente iones al atravesar la materia.
Cuando esa radiación penetra un sustrato produce efectos,
apreciándose transformaciones pro-gresivas en el material
durante la aplicación y en algunos casos las mismas
continúan después de fina- lizado el tratamiento.
Esos cambios son directamente proporcionales a la dosis de
radiación absorbida (cantidad de energía necesaria
para producir un efecto dentro del sustrato que la
absorbió).

Las radiaciones ionizantes son de origen
nuclear y electromagnética de alta energía (rayos x
y gamma [??) donde los electrones son expulsados de las
moléculas, formándose fragmentos moleculares muy
reactivos.

La radiación x y ? no es selectiva,
por consiguiente todos los componentes del sustrato absorben la
misma cantidad de energía para una determinada dosis de
radiación. Estas radiaciones ionizan la ma- teria que
atraviesan, es decir provocan desprendimiento de electrones de
los átomos y si éstos están for- mando
moléculas en células, afectará al organismo
del cual forma parte.

TIPOS DE RADIACIONES

Radiación alfa (?): son
partículas cargadas positivamente que se detienen en menos
de 3 centímetros de aire ó 1 hoja de papel porque
presentan una elevada pérdida de energía por unidad
de longitud recorrida Al ser poco penetrantes, no generan
problemas de exposición como radiación externa,
pero representan alto riesgo de contaminación
interna.

Radiación beta (?): su capacidad de
penetración es mayor que las partículas ? y se
necesitan algunas decenas de metros de aire o algunos
milímetros de aluminio para detenerlas. Como en el caso
anterior, no acarrean problemas graves de radiación
externa, pero sí representan riesgo de
contaminación interna

Radiación gamma (?): de naturaleza
electromagnética, semejante a la luz o a la
radiación X, pero con menor longitud de onda y de
naturaleza ondulatoria. Esta radiación tampoco
existía antes en el núcleo, sino que es
energía que se emite como consecuencia de un reajuste
energético del núcleo. Es una radiación de
origen nuclear que produce ionización y tiene gran poder
de penetración; los blindajes más efectivos son
plomo, agua y hor- migón. que se producen por la
desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a
otro de menor energía y en la desintegración de
isótopos radiactivos.

Neutrones: la radiación ionizante
por neutrones consiste en neutrones libres producidos como
resultado de la fisión o la fusión nuclear y
liberados a partir de moléculas e isótopos
estables. Estos neutrones li- bres reaccionan con los
núcleos de otras moléculas estables para formar
nuevos isótopos a partir de moléculas no
isotópicas, que en su momento producen radiación.
Esto resultará en una reacción en cadena emitiendo
peligrosas y dañinas radiaciones sobre grandes espacios.
Son muy penetrantes y pueden ser detenidos por materiales con
hidrógeno, parafina sólida o
acrílico.

Radiación equis (X): son una
radiación electromagnética de la misma naturaleza
que los rayos gamma, pero difieren en su origen. La diferencia
fundamental con aquellos es su origen ya que estos surgen a nivel
de la órbita electrónica, fundamentalmente
producidos por desaceleración de electrones. La
energía de los rayos X en general se encuentra entre la
radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos na-
turalmente. Los rayos X son una radiación ionizante porque
al interactuar con la materia produce la ioni- zación de
los átomos de la misma, es decir, origina
partículas con carga (iones). Se utilizan en medicina,
industria e investigación.

RADIOISOTOPOS COMO TRAZADORES

Se pueden añadir pequeñas
cantidades de una sustancia radiactiva a los materiales que se
van a tratar y seguir el proceso a que se los somete. Algunas
aplicaciones típicas de los trazadores radiac- tivos en le
industria son: ventilación (caudales), mezclas (fluidos,
polvos, gases), flujo (velocidad en tuberías, transporte
de materiales), fugas (detección en tuberías
subterráneas) desgaste (velocidad de desgaste de un
motor).

Se han atizado trazadores en
fábricas para comprobar el rendimiento de equipos y
aumentar la producción por ahorro d energía y mejor
empleo de materias primas.

INTERACCION DE LA RADIACION CON LA
MATERIA

Este fenómeno resulta de la
transferencia de energía hacia el material posicionado
frente a la fuente emisora. Durante esta acción el haz que
impacta en el sustrato sufre una disminución de su ener-
gía según atraviesa el medio absorbente.

Cuando un haz penetra un medio, pueden
ocurrir 3 episodios:

1) que pase sin encontrar oposición
(no hay transferencia de energía).

2) que interactúe con un
electrón, o

3) que interactúe con un
núcleo.

Si el medio absorbente es un tejido vivo,
sobreviene un daño biológico.

El poder ionizante de
las radiaciones electromagnéticas

Un rayo x o ? incide sobre los electrones
orbitales de un átomo. Como la energía de la
radiación es mayor que la energía que liga los
electrones a sus órbitas, el electrón es arrancado
y sale disparado con gran energía cinética
provocando ionizaciones secundarias al desprender otros
electrones; se inicia así una reacción en cadena
hasta que la energía del fotón se nivela con la del
medio.

Las fuentes con energía superior a
12 MeV son inductoras de radiactividad. Esto significa que al
exponer a su radiación a un determinado sustrato, los
primeros activan sus isótopos transformándolos en
pequeñas pilas radiactivas. Este es el principal motivo
por el cual sólo se pueden emplear en forma se- gura
fuentes isotópicas de cobalto 60 (60Co, 1.2 MeV) y cesio
137 (137Cs, 0.6 MeV) o bien máquinas emisoras de rayos X
hasta 5 MeV y aceleradores de electrones hasta 10 MeV.

Con estas energías es imposible que
haya inducción de radiactividad y solo encontramos cam-
bios en el material después de la interacción de la
radiación con este. O sea que todo objeto irradiado en
instalaciones diseñadas para este cometido, presenta
condiciones de seguridad absoluta en este aspec- to, por lo cual
quedan invalidadas todas las consideraciones que se realicen
desde sectores que susten- tan posiciones fundamentalistas
antinucleares.

Radiación no
ionizante

También existe esta forma de
radiación que es producida por ondas de radio y
televisión, micro- ondas, telefonía celular, etc.
Al penetrar la materia le transfiere su energía excitando
las moléculas y ha- ciéndolas vibrar.

Respecto de este tipo de radiaciones en
seres vivos, siempre se habló de su inocuidad pero esta
opinión nunca fue unánime entre los
científicos ya que muchas investigaciones han demostrado
que tam- bién existen efectos no térmicos
que hasta ahora no se han tenido en cuenta. 

Las radiaciones no ionizantes que se
reconocen como más perjudiciales son las emitidas por los
tendidos eléctricos de alta tensión y sus
estaciones transformadoras. Aún no hay coincidencia entre
los investigadores sobre las consecuencias del uso inadecuado de
la telefonía móvil, tanto las emitidas por los
teléfonos como las procedentes de sus antenas; mientras
tanto las empresas proveedoras del servi- cio, no se expresan a
este respecto.

Efectos de las microondas en animales de
laboratorio

Se advirtió una vinculación
entre microondas y diferentes tipos de desórdenes en
diversas inves-tigaciones, las que han puesto de manifiesto
cómo influyen estas sobre los tejidos de los seres
vivos.  Los animales requieren microelectricidad para
desarrollar sus funciones vitales. Por los nervios se transmite
corriente eléctrica: el electroencefalograma y el
electrocardiograma registran la actividad eléc- trica del
cerebro y del corazón para estudiar su funcionamiento. D.
Hyland (Universidad de Warwick, GB) afirma que las ondas
utilizadas por los teléfonos móviles son de la
misma frecuencia que las ondas cerebrales ?.  Una de las
principales vías es a través de un aumento de la
permeabilidad de la membrana neu- ronal, porque las microondas
provocan una dilatación de sus poros facilitando el paso
de sustancias que no deberían entrar a esas
células.

Otra vía de influencia es a
través de la melatonina (hormona producida por la
glándula pineal), una de cuyas funciones es regular los
ritmos de sueño y vigilia. Su alteración genera
irregularidades fun- cionales y otras consecuencias.

Algunos experimentos han demostrado que las
radiaciones de baja intensidad producen roturas en las cadenas de
ADN.

Qué es la
radiactividad ?

La radiación electromagnética
tiene su origen en los cambios del estado de las capas
electróni- cas de los átomos y solamente la
radiación más energética proviene del
núcleo. Un núcleo inestable tiende a convertirse en
otro más estable, expulsando energía en forma de
partículas o de radiación elec- tromagnética
?. Esos átomos naturalmente inestables son denominados
radiactivos.

Se llama pues radiactividad a la
particularidad de algunos materiales para emitir radiación
ioni- zante.

Todas las sustancias radiactivas tienen una
vida media característica, algunas muy larga y otras
extremadamente corta. Así, mientras el Uranio 238
(238U) tiene una vida media de 4.5 x 109 años, la
del Carbono 11 (11C) es de tan solo 11
minutos.

La historia de la radiactividad empieza con
los alquimistas, quienes practicaban una química que era
más arte que ciencia, asunto que los aferró al
deseo de enriquecerse rápidamente. Mientras tanto las
investigaciones científicas y los experimentos se
continuaron a lo largo del tiempo para conocer mejor este campo
en lo más íntimo de su esencia.

La radiactividad no se puede percibir por
el olfato, el gusto, el tacto, el oído ni la vista. En el
siglo pasado hemos aprendido a detectarla, medirla y controlarla
porque puede dañar las células del organis- mo; la
exposición a altos niveles, es nociva y hasta
fatal.

Algunos elementos radiactivos responsables
de la radiación natural terrestre son el tritio
([3H], isótopo natural del hidrógeno), el
carbono 14 ([14 C], isótopo radiactivo
del carbono) y el berilio 7 ([7Be] que se
produce en las altas capas de la atmósfera y cae a la
Tierra junto con el Tritio).

El potasio, esencial para la vida,
se incorpora al organismo a través de la
alimentación; el 0.02% del po- tasio natural es
potasio 40 [40K], emisor de radiación
???y ???con una vida media de 1.248 x 109 años. Entre los
otros núcleos radiactivos que son ingeridos con los
alimentos se encuentra el radio 226 [226Ra] y
el polonio 210 [210Po].

La carne de reno en regiones del
Ártico contiene una concentración elevada de
polonio 210, de- bido a que estos animales consumen
líquenes que acumulan este elemento y para decenas de
miles de personas esta carne es la base de su
alimentación. Mediciones realizadas en la sangre, huesos y
placenta de esos habitantes, revelan aumentos de los niveles de
dosis en un factor aproximado de 10 en comparación con
habitantes de zonas con otros hábitos
alimentarios.

Entre los elementos que ingresan al
organismo por las vías respiratorias se encuentran el
uranio, el torio y los isótopos
polonio 210 y plomo 210. Todos estos elementos
son sólidos y su inhalación ocurre al respirar
polvo o humo a cuyos componentes se han adherido.

Pero la fuente principal de
irradiación interna la constituye la inhalación del
radón [86Rn], un gas noble producto de
la desintegración del radio. Este elemento se produce
también por la desintegración del uranio y
del torio y se transforma en una partícula ? y un
núcleo de polonio. Cuando el
radón está en el aire que respiramos,
parte sale con la espiración y el resto decae en los
pulmones; el núcleo de polo- nio, que es
sólido y radiactivo, se puede quedar adherido al tejido
pulmonar y desde ahí continuar emi- tiendo
radiación.

Grandes cantidades de radón
se encuentran en las minas de uranio y en regiones con
suelos que contienen uranio y torio.

En zonas cálidas, la
ventilación constante de las viviendas humildes reduce la
concentración de radón en el interior,
mientras que lo opuesto ocurre en climas con temperaturas
extremas donde el uso de calefacción en invierno y
refrigeración en verano, tiende a disminuir la
ventilación de los ambientes. Esto lo podemos apreciar
cuando dejamos nuestra vivienda por un periodo de tiempo
prolongado con las ventanas y puertas cerradas: al llegar
percibimos un olor característico que no se debe solo a
cuestiones relacionadas con nuestra manera de vivir. Ese olor,
que desaparece con la ventilación, se debe a la presencia
de radón.

RADIACION PROMOVIDA POR EL
HOMBRE

Los investigadores descubrieron la manera
de producir radiación hace varias décadas y debido
a que actualmente son innumerables sus usos, en este segmento
describiremos algunas de las aplicacio-

nes más importantes.

Como consecuencia del uso de la
radiación, puede ocurrir que algunas personas que trabajan
en el empleo de esta herramienta reciben dosis adicionales a las
originadas en las fuentes naturales. La

exposición mas generalizada a
radiación producida por el ser humano, ocurre en los
exámenes radiológi- cos por los rayos X; los
valores promedio para una población dependen de la
frecuencia con que los indi- viduos se someten a estos estudios.
En los países industrializados se toma 1
radiografía cada 2 habitan- tes por año, mientras
que en el resto del mundo la frecuencia es 10 veces menor; la
dosis individual va- ría de una persona a otra. Si bien se
aprecia una tendencia médica mundial a aumentar el empleo
de ra- diografías, afortunadamente la dosis
correspondiente a cada análisis tiende a disminuir debido
a nuevas técnicas, principalmente por el diseño de
los equipos, al mejor entrenamiento de los técnicos
radiólogos y a la imposición de reglas de seguridad
más estrictas.

Para otras prácticas de
diagnóstico, como la medicina nuclear, se aplican dosis
mucho menores que los exámenes radiológicos. Por el
contrario, la radioterapia se aplica en una zona localizada del
pa- ciente oncológico y debido a que esta radiación
es recibida por un paciente cuya vida está en riesgo, se
considera que cualquier efecto no deseado y temporario que
pudiera causarle el tratamiento (mareos, vómitos), es
irrelevante frente a la expectativa beneficiosa del
tratamiento.

Después de estos, el segundo lugar
entre las fuentes de radiación no natural lo ocupan los
ensa- yos con el arsenal nuclear realizados desde 1945.
Más de 500 explosiones, casi todas de parte de Esta- dos
Unidos, la ex URSS, Gran Bretaña, Francia, India y China,
han inyectado toneladas de material ra- diactivo en la
atmósfera. Estos núcleos inestables pueden
permanecer durante años en suspensión, dis-
tribuyéndose alrededor de todo el planeta; luego caen al
suelo como "lluvia radiactiva" (Fallout) e irradian a los seres
vivos, externamente desde el suelo e internamente cuando son
ingeridos o inhalados.

Los núcleos más importantes
que se producen durante la detonación de un artefacto
nuclear son el carbono 14, cesio 137,
zirconio 95 y estroncio 90.

En 1963 se firmó el Tratado de
Prohibición de Ensayos Atmosféricos que limita las
pruebas a só-lo las subterráneas, sin escape de
radiactividad al ambiente. Pero como no todos los países
firmaron el tratado, se sospecha que algunos pueden haber
realizado ensayos atmosféricos posteriores a esa
fecha.

Debido a la larga vida media de
determinados radioisótopos residuales de una
explosión nuclear, seguimos recibiendo la herencia de los
ensayos ocurridos hace 30 ó 40 años.

Los niveles máximos de dosis debidos
a estas pruebas se registraron en 1962, cuando alcanza- ron casi
el 10% de los valores de la radiación natural. Gracias al
reducido número de ensayos atmosfé- ricos
recientes, hoy la dosis de radiación recibida es casi
despreciable comparada con la de origen natural.

La radiación emitida luego de estas
detonaciones afecta a todo el planeta, siendo los únicos
be- neficiados las industrias y laboratorios dedicados al
multimillonario negocio de la guerra.

La siguiente fuente de radiación que
consideraremos es la empleada para producir energía
eléc- trica. En la actualidad hay más de
400 reactores de potencia en funcionamiento en 26 países,
que produ- cen aproximadamente 16% de la electricidad utilizada
en el mundo.

Existen varios aparatos que utilizan
fuentes radiactivas para su funcionamiento, como los relojes o
equipos científicos con esferas luminosas, estabilizadores
de tensión, dispositivos antiestáticos para reducir
la acumulación de carga, detectores de humo, vidrios que
contienen torio o uranio como pigmen- tos,
etc., todos los que durante su funcionamiento normal y sujetos a
un mantenimiento adecuado, pro- ducen niveles de
irradiación insignificantes.

Hay actividades humanas que, sin estar
relacionadas con el uso de la radiación, ocasionan dosis
adicionales muy menores para los individuos que las practican. La
combustión del carbón para la elabo- ración
de un irresistible asado, libera al ambiente y en parte se fija
en todo lo que está sobre la parrilla, los elementos
radiactivos uranio y torio que están
presentes naturalmente en ese material combustible.

La agrupación de estos 2 elementos
en las cenizas producidas en una usina termoeléctrica es
mayor que la concentración natural en la corteza
terrestre, por lo que este mecanismo de producción de
energía eléctrica hace que en los alrededores de la
planta exista contaminación radiactiva (además de
otras formas de contaminación como humo y olores) mayores
que los valores normales. Solamente con la utilización de
sistemas de retención como los electrofiltros, se
conseguiría disminuir la emisión de ceniza a
niveles aceptables, es decir inferiores al 1% de la cantidad que
es emitida sin esos elementos.

Efectos
biológicos producidos por la radiación ionizante:
radiobiología

Los efectos de las radiaciones ionizantes
sobre la materia viva son el resultado final de las inter-
acciones físicas y excitación de los fotones o
partículas con los átomos que la
componen.

Pueden ser agudos cuando aparecen poco
tiempo después de la exposición a la
radiación o crónicos, que ocurren varios
años mas tarde.

Mecanismo del daño por
radiación

La ocurrencia de los efectos
biológicos de las radiaciones es directamente proporcional
a la do-

sis de radiación aplicada, es decir
a la energía absorbida por la materia. El daño es
creciente a medida

que aumenta la dosis.

La radiación causa ionizaciones en
las moléculas que componen las células, al separar
electro- nes de los átomos. Los iones formados
también pueden reaccionar con otros elementos presentes y
oca- sionarles daños de diferente tipo y
magnitud.

A bajas dosis las células reparan la
lesión con rapidez. Los efectos directos suelen ser
reversi- bles ya que pueden producir daños que se
evidencian como disfunciones no permanentes: se los conoce como
efectos fisiológicos. Por esto, las primeras
manifestaciones de una exposición a la radiación se
evidencian como cambios funcionales.

A dosis mayores aparecen daños
bioquímicos permanentes con lesiones anatómicas,
los que se producen más rápidamente si hay alta
actividad metabólica y como las células no pueden
restaurar los daños, se generan lesiones permanentes y
mueren. Si las células que sufren cambios permanentes lo-
gran dividirse, es muy probable que den células hijas
anormales. En el peor de los casos, si estas células no
son eliminadas por los mecanismos de reconocimiento de
proteínas extrañas, en animales superiores pueden
dar lugar a un cáncer.

A dosis todavía más elevadas,
las células deterioradas no pueden ser reemplazadas a
velocidad suficiente como para que los tejidos y órganos
ejerzan su función de forma adecuada, apareciendo dis-
tintas enfermedades que tienen un amplio espectro de
manifestaciones dependiendo de la dosis de ra- diación
recibida, del estado previo del individuo irradiado y de su
manejo posirradiación.  Si las alteraciones ocurren
en las células del organismo, aparecen las lesiones
somáticas. Cuando se daña un cromosoma, se
producen aberraciones cromosómicas (mutaciones) y si el
deterioro se muestra en los genes, se manifiestan mutaciones
genéticas.

La mayor radiosensibilidad se observa en el
núcleo de la célula, puntualmente en la
molécula de

ADN y se ve exacerbada durante la mitosis.
Los efectos de las radiaciones son característicos en
cada

etapa del ciclo mitótico que se
encuentre la célula. Si está en reposo, la muerte
súbita post irradiación ocurre cuando la misma
intenta dividirse. La sensibilidad de las células a las
radiaciones también depen- de de la edad, del tipo de
célula, de las condiciones pre y postirradiación,
de la temperatura, humedad, contenido de agua,
concentración de oxígeno y otras
variables.

Radicales libres

Un radical libre es cualquier átomo
o molécula que posee un electrón desparejo y tiene
gran ca- pacidad para reaccionar con las moléculas
cercanas, a quienes les pueden causar cambios químicos y
estructurales que lleguen a la pérdida de su
función. Como en la naturaleza todo tiende a la
estabilidad, también pueden combinarse con
moléculas de estado semejante (otros radicales libres) y
formar una nueva molécula, no natural.

Los radicales libres más abundantes
en la naturaleza son los de oxígeno pues en gran parte se
producen en el curso de la respiración celular, en muchos
procesos patológicos, etc. y por supuesto, por
radiación. 

La radiación al interactuar con los
tejidos vivos, puede presentar las siguientes
características:

– Aleatoriedad: la
interacción de la radiación con las células
ocurre al azar, es decir un fotón o partícula puede
llegar a una célula o a otra, dañarla o no y si
ocurre una lesión puede ser en el núcleo o en el
citoplasma.

– No selectividad: la
radiación no se dirige a alguna determinada zona o sea que
la interacción puede ocurrir al azar en cualquier parte de
la célula.

– Carácter lesivo: la
acción de las radiaciones ionizantes sobre las
células siempre produce algún daño y nunca
un beneficio directo.

– Inespecificidad: los cambios
visibles producidos en las células, tejidos y
órganos no son particulares, no se pueden distinguir de
los daños producidos por otro trauma es decir no son
específicos.

– Latencia: las alteraciones
biológicas por radiación en una célula
pueden no ser inmediatas y demandan desde pocos minutos
(precoces) hasta meses o años en hacerse visibles
(tardíos), a lo que se le llama "período de
latencia"; este fenómeno depende del tiempo de
exposición y de la dosis.

En este caso los efectos pueden
ser:

– Estocásticos: son
aleatorios, probabilísticos y pueden aparecer luego de la
exposición a bajas dosis de radiación ionizante. No
necesitan dosis umbral determinada para producirse aunque al
incrementarse la misma, aumenta la probabilidad de
aparición de estos efectos que suelen ser tardíos.
Un efecto esto- cástico son las mutaciones
genéticas.

– No estocásticos: en este
caso se requiere una dosis umbral para producirlos, por debajo de
la cual

la probabilidad de su aparición es
muy baja y con efectos precoces. La respuesta no
estocástica (la gra-vedad de un episodio varía en
función de la dosis) de un tejido, depende del grado
de

lesión de sus
células.

Desde el punto de vista biológico
estos efectos pueden ser:

– Somáticos: afectan a las
células germinales de un individuo que ha sido sometido a
radiaciones ionizantes.

– Hereditarios o genéticos:
se manifiestan en la descendencia del individuo irradiado porque
ocurren lesiones (mutaciones) en sus espermatozoides u
óvulos.

También pueden clasificarse como
teratogénicos, cuando afectan gravemente al feto
durante la gestación. 

Las radiaciones no producen enfermedades
características, sino un aumento en la
ocurrencia

de patologías que se presentan de
manera "natural". Se vinculan con la edad, el ambiente y la
alimenta- ción del animal o vegetal al que pertenecen los
seres tratados.

En una célula se observa mayor
radiosensibilidad en el núcleo que en el citoplasma,
puntual- mente en la molécula de ADN y durante la mitosis;
esto depende de la temperatura, la humedad, la edad y el tipo de
célula.

Naturaleza de la
lesión

Toda célula expuesta a radiaciones
ionizantes es perturbada, alterándose su calidad
biológica. Las lesiones se desarrollan por medio de
mecanismos tan complejos, que es difícil establecer su
natura- leza, básicamente porque las radiaciones no son
selectivas.

Solo para tener una idea de esta
complejidad, consideremos las más de 2000 reacciones por
mi- crón cúbico que ocurren al irradiar un sustrato
con una fuente de 60Co, a una dosis de 10 Gy.

Desarrollo de una
lesión

Como se ha visto, la radiación
proveniente de una fuente radiactiva es una energía que
actúa cuando es absorbida por un sustrato dado, produce
cambios a nivel molecular y si es un medio biológico
modifica componentes de la célula.

Todos los cambios se registran en
microsegundos, pero un organismo tarda cierto tiempo
(según sus características y la dosis absorbida) en
evidenciarlos. Es decir, las lesiones bioquímicas aparecen
más

rápidamente que los daños
anatómicos.

Factores que condicionan el desarrollo de una
lesión

Sobre las lesiones ocasionadas por
radiación, se consideran: los factores que la producen y
los factores que la reparan.

La supervivencia de una célula
irradiada es inversamente proporcional a su actividad
después del tratamiento. Además, mientras no haya
estímulos, las lesiones casi no se reconocen. Con el
aumento de

la temperatura y de la concentración
de oxígeno en el medio, aparecen los daños; a baja
temperatura y en

anoxia o hipoxia el perjuicio está
latente.

– Efecto del oxígeno

El primer estudio sobre la influencia del
oxígeno en la magnitud de la lesión por radiaciones
corresponde a Holthusen (1921), quien encontró que los
huevos del gusano Ascaris irradiados en anoxia eran
más resistentes a los rayos X que los tratados en
aire.

El oxígeno (O2) influye
durante la irradiación de sistemas biológicos al
transformarse por efecto de las mismas en ozono
(O3).

Se conoce la toxicidad del oxígeno
en altas concentraciones, debido a su característica
oxidante. Obviamente, la presencia de ozono (gas prooxidante)
formado en el medio por radiaciones, incrementa ta- les
consecuencias.

– Influencia de la temperatura