Ejercicio (T4): Radón
1. Elegid dos fuentes de radiactividad (al menos), una natural y una artificial, y buscad los
valores de actividad que poseen (o de dosis que producen). Comparado los posibles efectos biológicos de la exposición a esas fuentes.
Para este ejercicio hemos elegido:
Fuente natural: Gas radón
Fuente artificial: Tomografía Computarizada (TC)
Fuente artificial: Gas radón
Primero veamos una pequeña introducción a este curioso elemento...
El radón es un elemento químico perteneciente al grupo de los gases nobles. En su forma gaseosa es incoloro, inodoro e insípido (en forma sólida su color es rojizo). En la tabla periódica tiene el número 86 y símbolo Rn. Su masa media es de 222, lo que implica que por término medio tiene 222-86 = 136 neutrones. Igualmente, en estado neutro le corresponde tener el mismo número de electrones que de protones, esto es, 86.
El radón es producto de la desintegración del radio (226Ra), elemento altamente radiactivo. El isótopo 219Rn es producto de la desintegración del actinio, llamado actinón y tiene una vida media de 4 segundos. Además de todos éstos, el radón tiene 22 isótopos artificiales, producidos por reacciones nucleares por transmutación artificial en ciclotrones y aceleradores lineales. El isótopo más estable es el 222Rn, también el más abundante, con una vida media de 3,8 días y producto de la desintegración del 226Ra. Al emitir partículas alfa se convierte en 218Po.
Los átomos radiactivos que el radón emite al descomponerse pueden engancharse a partículas de polvo y quedar atrapadas en sus pulmones. A medida que continúan descomponiéndose en el interior de los pulmones, los átomos radiactivos despiden pequeñas explosiones de energía que pueden dañar los tejidos del pulmón y causar cáncer. Según el comité científico de las Naciones Unidas sobre los efectos de la radiación atómica (UNSCEAR), el radón es la fuente de radiación más importante a la que está expuesto el público en general, contribuyendo un 43% de la dosis total.
Dosis de Radón:
Suelo: Se halla generalmente entre 10 y 50 Bq/kg.
Materiales de construcción: Un promedio sería: 50 Bq/kg. Algunos, conteniendo subproductos de yeso y hormigón con alumbre bituminoso, pueden presentar, incluso, concentraciones superiores.
Aire exterior: Según los últimos datos disponibles el valor medio para el radón es de 10 Bq/m3 en áreas continentales, algo inferior en las zonas costeras y sobre los océanos de aproximadamente 0.1 Bq/m3.
Agua de consumo: En algunas regiones del planeta en las que el agua utilizada procede de pozos perforados en rocas con una elevada concentración de radón se ha demostrado que el nivel de radón en agua puede llegar a valores de 100 kBq/m3. El valor medio mundial de radón en el agua de consumo se considera que es de 10 kBq/m3.
**La radiactividad se mide en becquerelios (Bq). Un becquerelio corresponde a la transformación (desintegración) de un núcleo atómico por segundo. La concentración de radón en el aire se mide por el número de transformaciones por segundo en un metro cúbico (Bq/m3).
Cuando hablamos de efectos biológicos de la radiación, hablamos en unidades de Sieverts (Sv), tiene en cuenta características de los tejidos y la forma en la que absorbemos esta energía radiactiva. Y, como promedio, una persona de la Tierra, recibe una radiación de, aproximadamente 3mSv en un año.
Fuente Artificial : Tomografía computarizada
La tomografía computarizada (CT) es una técnica de imagen médica que utiliza radiación X para obtener cortes o secciones de objetos anatómicos con fines diagnósticos. La representación final de la imagen se obtiene mediante la captura de las señales por los detectores y su posterior proceso mediante algoritmos de reconstrucción.
Las exploraciones de CT de órganos internos, hueso, tejido blando y vasos sanguíneos ofrecen mayor claridad y visualizan más detalles que las exploraciones convencionales de rayos X (tales como las radiografías).
Mediante exploraciones de CT los médicos pueden diagnosticar con mayor facilidad enfermedades, tales como el cáncer, enfermedades cardiovasculares, infecciosas, problemas traumatológicos y del sistema músculo-esquelético.
Sin embargo, y como ya nos lo podíamos imaginar, no todo podía ser bueno en el uso de esta tecnología. El aumento de la claridad y del nivel de detalle conseguido mediante esta técnica se debe a la realización de un gran número de radiografías simples que, como ya se ha comentado se procesan mediante algoritmos de reconstrucción para formar la imagen final. Esto hace que la dosis efectiva en las pruebas de TC sea muy elevada; por ejemplo en una TC abdominal, se puede recibir la radiación de más de 500 radiografías de tórax
Un estudio realizado a 700.000 niños de 0 a 19 años sometidos anteriormente a exploraciones de Tomografía Computarizada (TC) confirmaría un incremento de un 24% en la incidencia de cáncer (cáncer encefálico y leucemias), en relación con población de similar edad no sometida a TAC. El riesgo aumentaría cuanto mayor es el número de exploraciones realizadas y cuanto menor es la edad del niño.
¿Y si comparamos esta radiación con la recibida en un TAC?
Si recordamos que como promedio, una persona de la Tierra recibe una radiación de aproximadamente 3mSv en un año, podríamos calcular que si nos realizamos una tomografía de abdomen y pelvis sencilla, recibimos una dosis de 10mSv, que corresponde a ¡nada menos que a 3 años de radiación natural de exposición al gas Radón!
En la siguiente gráfica se muestran las dosis aproximadas de radiación efectiva para TC realizadas en distintas regiones corporales y su comparación con la radiación natural de fondo:
Moraleja: Ventila tu casa y no te hagas más pruebas de las estrictamente necesarias.
2. Existen aplicaciones de móvil capaces de convertir tu teléfono en un detector de radiación ¿puedes encontrar alguna?
Una aplicación de Android podría convertir la cámara de tu smartphone en un auténtico detector de radiación. El trabajo de los científicos del Idaho National Laboratory ha suscitado incluso el interés del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
Suena a ciencia ficción, pero el avance de la tecnología es imparable. Un nuevo estudio científico realizado por el físico Joshua Cogliati nos acerca a un futuro prometedor: los dispositivos móviles servirían para muchas más cosas que para llamar y enviar mensajes. Una realidad a la que ya estamos acostumbrados, y en la que los smartphones demuestran su “inteligencia” a diario. En esta ocasión, Cogliati ha comprobado que la cámara de estos terminales podría servir como detector de radiación.
El trabajo de investigación, publicado en arXiv, explora el poder de los sensores CMOS para determinar el nivel de radiación a la que estamos expuestos. Pero no cualquier tipo de radiación, sino de forma específica los rayos gamma, un tipo de radiación ionizante muy potente, que es usada de manera común para esterilizar, por ejemplo, material quirúrgico.
El contacto de un individuo con este tipo de rayos puede ser potencialmente dañino, ya que su capacidad penetrante llega hasta el núcleo de nuestras células, pudiendo originar incluso cambios en el ADN perjudiciales. Por este motivo, contar con un detector de radiación portátil podría servirnos para asegurarnos cierta protección frente al posible contacto con zonas donde esta radiación sea elevada.
El sensor CMOS está formado por un conjunto de cajas pequeñas, de hecho, por millones de estas cajas. La señal que da cada una de ellas es lo que llamamos píxel. De ahí que las imágenes de las cámaras tengan varios megapíxeles, porque los millones de cajas del detector CMOS dan millones de señales. Y cada caja, ¿qué es realmente? Su nombre técnico es fotodiodo.
Los científicos del Idaho National Laboratory, conscientes del potencial que presentan los sensores de las cámaras, desarrollaron una aplicación de Android para utilizar nuestros dispositivos móviles como un posible detector de radiación. La app, denominada CellRAD, fue probada luego en cuatro terminales (Samsung Nexus S, Samsung Galaxy Nexus, Samsung S III y LG Nexus 4), para comprobar si efectivamente servía como sensor de los rayos gamma recibidos por el teléfono.
Aunque la investigación suena a un futuro irreal, lo cierto es que el Departamento de Defensa de los Estados Unidos apostó inicialmente por este proyecto con una ayuda económica federal. Lógicamente, la sensibilidad de un smartphone como detector de radiación no será tan elevada como en un dispositivo de detección normal, pero el trabajo de Cogliati permite medir niveles bajos de rayos gamma antes de que pudieran convertirse en perjudiciales para nuestra salud. Una muestra más de cómo la tecnología puede ayudar en el cuidado de nuestra salud.
Referencias:
https://es.wikipedia.org/wiki/Rad%C3%B3n
http://www.radiansa.com/radon/
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/401a500/ntp_440.pdf
https://es.wikipedia.org/wiki/Tomograf%C3%ADa_axial_computarizada
http://www.bmj.com/content/346/bmj.f2360
http://www.radiologyinfo.org/sp/pdf/safety-xray.pdf
http://blogthinkbig.com/smartphone-detector-de-radiacion/