Introducción a la Radiación para legos

Por Ellen McManis
Research Operator en el Reed College
Marzo 21, 2011

Hice esta página con la intención de explicar a la audiencia en general algunos conceptos en el tema de la radiación. Soy una Operadora de Investigación Senior en el Reed Research Reactor, y una de mis muchas tareas es estar atenta a los niveles de radiación en las instalaciones y ajustar mi comporta-miento de manera apropiada.

Primero, aquí está un gráfico mostrando la escala de varias dosis de radiación. El gráfico superior (Dosis Diarias) cubre las dosis en un día, mientras que el inferior (Límites Regulados en USA, Dosis Anuales) cubre las dosis durante todo un año.


He separado estos gráficos en dosis recibidas en una escala de tiempo corta (en un día) y dosis recibidas durante un tiempo más largo (un año) por una razón. Una dosis que es aguda, es decir recibida en un muy corto período, tiene un efecto biológico mucho mayor que una dosis recibida a lo largo de un período mayor. Esto es porque la radiación actúa depositando energía sobre los tejidos, dañando nuestras células. Daños muy pequeños, repetidos con frecuencia, serán reparados con mayor facilidad que un gran asalto de radiación en corto tiempo.

Las dosis pueden causar efectos determinantes, donde una dosis X causa un problema Y en una cantidad Z. Los efectos determinantes más conocidos son los que se conocen normalmente como “envenenamiento por radiación”, mientras que los efectos estocásticos consisten en su mayor parte en cánceres de algún tipo u otro. Tanto el tiempo de exposición como la dosis absoluta determinan al efecto -1 Sv durante el curso de 20 años (la radiación que un trabajador nuclear en EEUU recibe en el límite de su vida durante 20 años seguidos) no causará envenenamiento por radiación, pero una dosis de 1 Sv en 5 minutos lo hará con toda certeza.

Con eso en mente, aquí está un gráfico definiendo a las dosis más extremas –donde varios efectos aparecen, y qué límites se establecen en las emergencias.

Una breve digresión sobre las unidades: Todas las unidades en estos gráficos se expresan en Sieverts, la unidad SI (sistema internacional) de dosis efectiva. La unidad SI de dosis, el Gray (Gy), es una unidad de energía depositada sobre materia. 1 Gy es igual a 1 Julio/kilogramo. Los Sieverts se calculan multiplicando Grays por un factor de calidad basado en el tipo de radiación que produce la dosis. El factor de calidad captura cuán mala es el tipo de radiación para el organismo.

Para los rayos gama, la radiación más común y que viaja más lejos, el factor de calidad es 1. En los EEUU, el gobierno y muchos reactores usan la unidad REM y RAD, que corresponden a Sievert y Gray, respectivamente. 1 Gy = 100 Rad. De manera que confunde, los Roentgens, una unidad de exposición pasada de moda, algunas veces se usa en reemplazo de Rem y Rad.

Con eso fuera del camino, ¿cómo puede evitarse a la radiación?

La manera más fácil de evitar una dosis de radiación es no estar en lugar donde se genera, en primer lugar, o estar alejado de ella a distancia segura. Esto se hace más fácil de ver comprendiendo la “ley del cuadrado inverso” explicada en el gráfico que sigue:

Lo que esto quiere decir es que alejándose de la fuente de radiación contribuye enormemente a limitar la exposición.

Si usted no puede mantenerse lejos de fuente de radiación, su segunda opción para limitar su dosis es no permanecer mucho tiempo cerca de ella. Los campos de radiación usualmente tienen unidades de tasa de dosis, significando que el tiempo que usted está dentro de ellos es tan importante como la potencia del campo.

Por último, si usted tiene que permanecer durante un tiempo largo cerca de un una gran fuente de radiación, usted puede limitar su exposición interponiendo entre la radiación y usted un escudo apropiado. El plomo es usado más comúnmente, pero si la fuente está liberando gran cantidad de neutrones, se preferirá en su lugar algo de agua con Boro porque intercepta a los neutrones.

Estos tres principios son a menudo resumidos en “tiempo, distancia y escudo”, y junto al control de contaminación radiológica, forman la motivación de casi todas las medidas que se toman para la protección radiológica.

Espero que esta información sea de ayuda para proveer algún contexto sobre los eventos que se desarrollan en Japón, como también antecedentes sobre la protección radiológica. Comentarios, correcciones y quejas pueden dirigirse directamente a emcmanis@reed.edu

Fuentes:

  • US Radiation Worker Dose Limits: http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/cfr/part020/
  • Yearly release targets and limits: http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/tritium-radiation-fs.html
  • Many of the small dose numbers: http://www.deq.idaho.gov/inl_oversight/radiation/radiation_guide.cfm
  • Dose from eating one banana: http://en.wikipedia.org/wiki/Banana_equivalent_dose
  • Average dose to BWR employees: http://www.reirs.com/nureg2008/nureg2008.pdf
  • Doses to save a life, etc: http://www.epa.gov/rpdweb00/docs/er/400-r-92-001.pdf
  • Radiation sickness: http://en.wikipedia.org/wiki/Acute_radiation_syndrome ; http://www.umm.edu/ency/article/000026.htm; Manual de entrenamiento.