Radiaciones ionizantes

Radiaciones ionizantes
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Concepto:Estas pueden provenir de sustancias radiactivas, que emiten dichas radiaciones de forma espontánea, o de generadores artificiales, las radiaciones ionizantes interaccionan con la materia viva, produciendo diversos efectos.

Radiaciones ionizantes. Las radiaciones ionizantes (electromagnéticas o particuladas) son aquellas con energía, longitud de onda y frecuencia tales que al interaccionar con un medio le transfieren energía suficiente para desligar a un electrón de su átomo. En ese instante en el que el electrón sale desprendido (es separado) del átomo al que pertenecía, se produce un proceso que se llama ionización. La ionización es, por lo tanto, la formación de un par de iones, el negativo (el electrón libre) y el positivo (el átomo sin uno de sus electrones).
La ionización producida por una radiación incidente que interacciona con la materia (que puede ser un medio biológico) puede ser directa o indirecta. La radiación directamente ionizante son las partículas cargadas (como los electrones y las partículas alfa), que interaccionan con el medio reaccionando con moléculas blanco (también conocidas como moléculas diana) como el oxígeno y el agua. La radiación electromagnética (rayos X) es radiación indirectamente ionizante.

Introducción

La física y los efectos de las radiaciones en los organismos vivos son tema de gran interés. Las características y los efectos de las radiaciones son estudiadas por físicos, biólogos y químicos principalmente. Sin embargo, existen aspectos básicos que deben ser conocidos y poder ser reconocidos por médicos generales y especialistas de todas las ramas de la medicina.
El término "radiación" significa básicamente transferencia de energía de una fuente a otra. Existen radiaciones electromagnéticas de varios tipos (energías), entre las que se encuentran la energía eléctrica, las ondas de radio y televisión, las ondas de radar, las microondas, la radiación infra-roja, la luz visible, la radiación ultravioleta, los rayos X, la radiación gamma y los rayos cósmicos, entre otros.

Fuentes naturales y artificiales

Más del 70% de la exposición a radiaciones ionizantes a la que está expuesta la población en general proviene de fuentes naturales , que no pueden ser evitadas. La mayoría de dichas fuentes naturales están en el aire, en los alimentos, en la corteza terrestre y en el espacio (rayos cósmicos). Como puede verse, el ser humano no inventó las radiaciones.

La exposición a radiaciones ionizantes no es en sí peligrosa (siempre hemos estado y seguiremos estando expuestos a las radiaciones ionizantes).

Las radiaciones naturales (provenientes de las fuentes naturales ya mencionadas) y las radiaciones artificiales (producidas por medio de ciertos aparatos inventados por el hombre como los aparatos utilizados en radiología o algunos empleados en radioterapia) son idénticas (los rayos X naturales y los rayos X artificiales son ambos rayos X). Ejemplos de fuentes artificiales de radiación son los aparatos de rayos X (de aplicación médica o industrial), y las centrales nucleares (de aplicación energética).

Aplicaciones

Las radiaciones ionizantes tienen aplicaciones muy importantes en la industria y en la medicina. En la industria, las radiaciones ionizantes pueden ser útiles para la producción de energía, para la esterilización de alimentos, para conocer la composición interna de diversos materiales y para detectar errores de fabricación y ensamblaje. En el campo de la medicina, las radiaciones ionizantes también cuentan con numerosas aplicaciones benéficas para el ser humano. Con ellas se pueden realizar una gran variedad de estudios diagnósticos (Medicina Nuclear y Radiología) y tratamientos (Medicina Nuclear y Radioterapia), así como investigar funciones normales y patológicas en el organismo (especialmente la Medicina Nuclear).

Unidades y términos

Roentgen (R)

Antes de 1928 no existían unidades para describir cuantitativamente la actividad radiactiva. En ese año la Comisión Internacional para Unidades Radiológicas propuso al roentgen (R) como unidad de radiación. Dicha definición fue ligeramente modificada 10 años más tarde. El roentgen, unidad de exposición en aire, es la cantidad de radiación electromagnética (rayos X o rayos gamma) necesaria para producir una determinada cantidad de ionización por unidad de aire (0.000258 culombio por Kg de aire [C/Kg]). Un C/Kg equivale a 3879 R. El roentgen es aplicable únicamente para exposición en aire de radiación electromagnética de menos de 2 Megaelectronvolts (MeV) y no es aplicable para partículas.

Las exposiciones médicas en radiología se miden en miliroentgens (mR = 0.001 roentgen). Para fines médicos se debe proporcionar una referencia temporal, por lo que las unidades utilizadas son mR/unidad de tiempo (que puede ser minuto, segundo, hora, etc.).

Rad y Gray (Gy)

En 1953 se propuso el rad. El rad (del inglés radiation absorbed dose) mide la energía absorbida o dosis y equivale a 100 ergios por gramo de sustancia irradiada. En tejidos blandos un rad es aproximadamente igual a un roentgen. Actualmente el sistema internacional de medidas utiliza como unidad de radiación absorbida al Grey, que equivale a la energía absorbida por kilogramo se sustancia irradiada. Un Gy equivale a 100 rads (un rad equivale a 10 miligrays).

Rem y Sievert (Sv)

El roentgen, el rad y el Gy son parámetros físicos. El rem (Sv en el sistema internacional de unidades) refleja la respuesta biológica a las radiaciones ionizantes, por lo que puede ser utilizada para comparar efectos de diferentes radiaciones. Rem proviene de las siglas en inglés roentgen equivalent man. Un Sv equivale a 100 rems y un rem equivale a 10 milisieverts (mSv).

Dosis equivalente

Para tratar de valorar cuantitativamente los efectos de las radiaciones ionizantes sobre los sistemas biológicos es necesario definir una nueva magnitud. A manera de ejemplo, una partícula alfa produce aproximadamente un millón de ionizaciones por milímetro de recorrido a través de un tejido biológico, mientras que una partícula beta solo produce 10,000 ionizaciones en el mismo recorrido. Como puede inferirse, los distintos tipos de radiaciones producen distintos efectos biológicos. El distinto daño biológico que produce una misma cantidad de radiación absorbida pero de distintas radiaciones, medida en rads o en grays se expresa a través del llamado factor de calidad (Q). El factor de calidad es característico para cada tipo de radiación (los rayos gamma, los rayos X y los rayos beta [excepto Auger] tienen un factor de calidad igual a 1, los neutrones lentos tienen un Q de 2.5, los neutrones rápidos tienen un Q de 10, los neutrones con energía de entre 100 keV y 2 MeV tienen un factor Q de 20, los protones tienen un factor Q de 5 y los rayos alfa, los fragmentos de fisión y los núcleos pesados tienen un Q de 20).

Así, la dosis equivalente en rems equivale a Q multiplicado por la dosis absorbida calculada en rads y la dosis equivalente en sieverts equivale a Q multiplicado por la dosis absorbida calculada en grays. Por lo tanto, un sievert equivale a 100 rems.

Curie (Ci) y Bequerelio (Bq)

La unidad tradicional (Ci) e internacional (Bq) se utilizan para medir la radiación. El Bq equivale a una desintegración radiactiva por segundo, mientras que el Ci equivale a 37,000,000,000 desintegraciones por segundo (3.7 x 1010 Bq).

Irradiación

Exposición a cualquier tipo de radiación que se origine en cualquier fuente.

Radiación externa

Exposición a rayos X o rayos gamma que se originan en una fuente externa como podría ser un aparato de rayos X o un aparato de radioterapia. La definición no incluye el contacto directo con la fuente o el recipiente desde donde se origina la radiación. Cuando un sujeto queda expuesto a la radiación externa basta "apagar" o "cerrar" el aparato si se puede o alejar al individuo hasta un lugar donde se le pueda prestar ayuda. Obviamente en estos casos el sujeto accidentado no es una fuente de peligro para el personal que le preste auxilio, ni es necesario descontaminarlo de ninguna forma.

Contaminación

Los polvos, líquidos y gases radiactivos pueden depositarse en la piel y mucosas o pueden inhalarse, ingerirse o absorberse. En cualquier caso, el sujeto está en contacto directo con la fuente que emite la radiación, y lo seguirá estando hasta que esa fuente sea eliminada. Esos polvos, líquidos o gases si pueden representar un peligro para el personal que asiste al individuo accidentado, ya que pueden inhalarse, ingerirse o absorberse de la misma forma. Cuando la contaminación del individuo accidentado es interna existen pocas posibilidades de que el médico y ayudantes también se contaminen, aunque los materiales radiactivos inhalados, ingeridos o absorbidos pueden excretarse por la orina, las heces y otras excreciones corporales (dichas excreciones deben considerarse potencialmente contaminantes). El médico debe decidir si existen posibilidades de que los materiales radiactivos dentro del sujeto accidentado pueden contaminar a otras personas, sábanas, ropas, etc. y tomar medidas adecuadas para evitar dicha probabilidad.

Fuente