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Radiacions ionitzants

Radiaciones ionizantes

La estructura de la materia se compone de moléculas, formadas por átomos. Durante siglos, los físicos y los químicos creían que el átomo era la parte más pequeña de la materia, por ello su nombre, átomo, que quiere decir “indivisible”. Sin embargo, investigaciones más recientes nos han permitido conocer que el átomo se compone de un núcleo y de electrones que giran a su alrededor. Los electrones son una especie de envoltorio, como un sobre que protege al núcleo, formado por protones y neutrones. Los protones tienen carga eléctrica positiva y los electrones, negativa, mientras que los neutrones se llaman así porque no tienen carga. Protones y electrones se atraen por fuerzas físicas. 
 
En condiciones normales de equilibrio, las partículas del átomo permanecen fuertemente unidas, como si estuvieran atadas. Pero un exceso o una falta de neutrones pueden romper ese equilibrio. Entonces se convierten en elementos inestables, con tendencia a transformarse en otros elementos. Para que esto ocurra, las ataduras tienen que romperse y formar otras nuevas. Este cambio, que se llama desintegración radiactiva, se produce liberando gran cantidad de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas invisibles y silenciosas que llamamos radiaciones. Parte de la masa del cuerpo se transforma en energía, de acuerdo con la fórmula de Einstein. Este proceso se denomina fisión nuclear, es decir, ruptura del núcleo del átomo.
 
Algunos elementos son más adecuados que otros para producir este tipo de reacciones. Es el caso del uranio-235, con tendencia a absorber cualquier neutrón que choque con él. Cuando esto ocurre, el uranio-235 aumenta de peso, se vuelve más inestable y acaba rompiéndose en varios fragmentos, liberando otros neutrones. Si estos neutrones son absorbidos, a su vez, por otros átomos de uranio-235 se produce una secuencia de reacciones en cadena, que genera cantidades importantes de radiactividad y de energía.
 
La radiación, cuando penetra en la materia, y sobre todo en el caso de partículas cargadas –alfa, protones, fragmentos de fisión y electrones–, fundamentalmente suele arrancar electrones de los átomos circundantes mediante un proceso que se conoce con el nombre de ionización.
 
En el caso de que la materia sea tejido biológico con un alto contenido de agua, la ionización de las moléculas de agua puede dar lugar a los llamados radicales libres que presentan una gran reactividad química, suficiente para alterar moléculas importantes que forman parte de los tejidos de los seres vivos. Entre esas alteraciones pueden incluirse los cambios químicos en el ADN, la molécula orgánica básica que forma parte de las células que forman nuestro cuerpo. 
 
Estos cambios pueden  conducir a la aparición de efectos biológicos, incluyendo el desarrollo anormal de las células.
 
Las radiaciones ionizantes están formadas por partículas o por ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia con la suficiente energía como para producir la ionización de un átomo y romper los enlaces atómicos que mantienen las moléculas unidas en las células. Estas alteraciones pueden ser más o menos graves según la dosis de radiación recibida.
 
Existen varios tipos de radiaciones ionizantes:
 
  • Las radiaciones alfa son núcleos de helio 4 que se emiten en determinadas desintegraciones nucleares y que están formados por dos neutrones y dos protones. Tienen mucha masa pero son poco penetrantes: una hoja de papel o la misma piel humana son suficientes para protegernos de sus efectos.
  • Las radiaciones beta son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) liberados en determinadas desintegraciones nucleares. Tienen menos masa que las alfa, aunque son algo más penetrantes: pueden traspasar una hoja de papel y entre uno y dos centímetros de tejido vivo, pero no pueden penetrar una lámina de aluminio.
  • Los rayos X y gamma son radiaciones electromagnéticas sin carga ni masa. Las radiaciones gamma proceden de la desintegración de los núcleos inestables de algunos elementos radiactivos y los rayos X proceden de las capas externas del átomo, donde se encuentran los electrones. Este tipo de radiaciones son bastante penetrantes, atraviesan la hoja de papel y la lámina de aluminio y para frenarlas se precisa una lámina de plomo de grosor suficiente.
  • Los neutrones liberados son un tipo de radiación muy penetrante. Al no tener carga eléctrica, los neutrones penetran fácilmente la estructura de determinados átomos y provocan su división. Se pueden absorber con determinados elementos químicos como el cadmio o el boro.