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Protección del medio ambiente 
Radionucleidos naturales y artificiales 
en el medio ambiente global 
por Z. Jaworowski* 
Los efectos principales de la energía nucleoeléctrica 
sobre el medio ambiente global se deben a la descarga de 
radionucleidos en la atmósfera. La importancia de los 
efluentes de centrales nucleares pueden evaluarse com-
parándola con las de las descargas naturales y con las de 
las emisiones de otras fuentes antropogénicas, tales como 
la producción y ensayo de armas nucleares o el ciclo del 
combustible del carbón. 
Realizar una comparación de este tipo es un enfoque 
simplificado de la evaluación de las repercusiones ambien-
tales, diferente del cálculo de las dosis absorbidas en los 
tejidos humanos y del concepto de compromiso de dosis 
para las generaciones humanas que se supone sufrirán la 
carga de las prácticas actuales "durante todos los años 
venideros", es decir, hasta el final de los tiempos [1]. 
Estos últimos cálculos requieren muchas hipótesis arbitra-
rias y entrañan incertidumbres pues es muy difícil estimar 
las condiciones ecológicas, geológicas y demográficas de 
la Tierra en los milenios futuros. De momento, estimar 
la energía de las radiaciones emitidas al medio ambiente 
procedentes de fuentes artificiales puede ser más útil que 
dichas evaluaciones a largo plazo para conocer las repercu-
siones relativas. 
En realidad, como resultado de las comparaciones que 
se exponen en el presente artículo, parece que la descarga 
de 222Rn procedente de las operaciones relacionadas con 
la energía nucleoeléctrica pudiera tener mayores repercu-
siones sobre el medio ambiente global que las que arroja-
rían los cálculos tradicionales de compromiso de dosis. 
Parece, pues, razonable intensificar la investigación sobre 
este nucleido, puesto que en los cálculos tradicionales se 
ha concedido mayor importancia a las descargas de 14C, 
por considerar que eran las que más contribuían a las 
repercusiones de la energía nucleoeléctrica sobre el medio 
ambiente. Ahora bien, la comparación que se va a realizar 
en este artículo pone una vez más de relieve que las 
repercusiones ambientales actuales de las aplicaciones no 
militares de la energía nuclear suponen una fracción 
pequeñísima del efecto debido a las fuentes naturales de 
radiación. 
También puede considerarse inadecuado limitar a las 
poblaciones humanas las evaluaciones de las dosis de radia-
ción absorbidas. Hoy día, los efectos de las actividades 
humanas han alcanzado dimensiones mundiales: cada 
* Jefe del Departamento de Higiene Radiológica del Laboratorio 
Central de Protección Radiológica, y miembro del Consejo Nacional 
¡de Protección del Medio Ambiente, Varsovia (Polonia). 
gota de lluvia, cada planta y animal de la tierra y del 
mar, contienen indicios de sustancias radiactivas o estables 
descargadas por los seres humanos en el medio ambiente. 
En general, el hombre está expuesto a los efectos perjudi-
ciales de estas descargas mucho menos que lo están especies 
que ocupan posiciones inferiores en la cadena ecológica de 
la transferencia de alimentos y energía en la biosfera. La 
hipótesis antropocéntrica de que cuando mantenemos la 
dosis de radiación para los seres humanos en niveles segu-
ros otras especies se encuentran automáticamente a salvo 
desatiende simplemente la carga impuesta a esas especies. 
Esto era aceptable práctica y, quizás, éticamente en las 
primeras etapas del desarrollo industrial. Pero, dado 
que las repercusiones ambientales de este desarrollo alcan-
zan actualmente escala planetaria, nuestra responsabilidad 
—o, al menos, nuestras evaluaciones— deben abarcar todos 
los componentes vivientes de la biosfera. 
Para comparar las repercusiones ambientales de las 
emisiones radiactivas de tres fuentes antropogénicas con 
las naturales, he elegido, arbitrariamente, los radionu-
cleidos 3H, 14C, 137Cs, 238U, 235U, 226Ra, 222Rn, 210Pb y 
239Pu, que son los que más contribuyen a la dosis total 
de radiación recibida por la población del mundo. En el 
Cuadro 1 figuran las estimaciones de flujos anuales de 
estos nucleidos. 
La energía que puede transferirse al medio ambiente 
a causa de una desintegración o a causa de una unidad de 
actividad difiere en órdenes de magnitud según los diversos 
nucleidos. Para estimar las repercusiones relativas es 
interesante calcular el producto de la energía de la radia-
ción de cada nucleido particular por el flujo de su activi-
dad que pasa a la atmósfera global. En el Cuadro 2 figuran 
los valores de este producto, es decir, los flujos anuales de 
energía de radiación calculados para diferentes fuentes 
y nucleidos. 
Fuentes naturales 
Las emisiones anuales de 3H y 14C que pasan a la 
atmósfera mundial están tomadas de un trabajo del 
Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio 
de los Efectos de las Radiaciones Atómicas (Comité 
Científico) [2]. Los flujos medios de 23SU, 238U, 226Ra y 
210Pb se estimaron a partir de sus concentraciones en 
hielo, resultado de la deposición durante los últimos 
treinta años sobre la superficie de nueve glaciares situados 
en regiones geográficas dispersas de los Hemisferios Norte 
y sur [3]. El flujo de 222Rn se estimó como flujo medio 
en varios países [4, 5]. 
8DIEA BOLETÍN, VOL. 24, n° 2 35 
Protección del medio ambiente 
Cuadro 1. Flujos anuales de actividad descargada en el medio ambiente global (Ci) 
Fuentes naturales 
222Rn 
3H 
210Pb 
M C 
" 6 R a 
»»u 
23SU 
' " C s 
234 Pu 
9 X 10 ' 
2 X 106 
4,9 X 105 
3,8 X 10" 
6,6 X 103 
4 X 103 
1,9 X 102 
d 
d 
[ 4 , 5 ] 
[2] 
[3] 
[2] 
[3] 
[3] 
[3] 
[2] 
Armas nucleares 
entre 1945 y 1981 
3H 
3H 
137Cs 
, 4C 
222Rn 
239Pu 
"»Pu 
23»Pu 
2 i o p b 
"»U 
»»u 
2 " R a 
235U 
1,9 X 
7,6 X 
7 X 
1,7 X 
1,1 X 
6 X 
1 X 
13 
5,4 
1,7 X 
1,6 X 
8,2 X 
3,6 X 
2,1 X 
10 ' 
107 
10 ! 
105 
104 
103 
102 
o
 
o
 
o
 
o
 
o
 
1 
1
 
1
 
1
 
1
 
a [6] 
b 
a [6] 
a [6] 
b 
a [6] 
c [2] 
e [2] 
b 
a 
a 
b 
b 
b 
Energía núcleo-
eléctrica en 1981 
3H 
222Rn 
, 4C 
210Pb 
" » U 
13,Cs 
226Ra 
235U 
23 'Pu 
1,5 X 
4 X 
3,4 X 
2 X 
3 
1,7 
1,4 
1,5 X 
9,4 X 
106 
105 
102 
102 
10"' 
10"3 
[10] 
[10] 
[ 1 , 2 ] 
[ 1 , 2 ] 
Combustión del 
carbón en 1980 
222Rn 2,3 X 10" 
210Pb 6,6 X 102 
238U 3,3 X 102 
226Ra 65 
235U 16 
a) = ensayos de armas, 1945—1980 
b) = producción de armas, 1972—1981 
c) = accidentes con armas 
La fuente de información de cada dato figura entre paréntesis. Cuando no figura referencia, los valores son los estimados en el presente 
artículo. 
d) = por debajo del límite de detección 
e) = dispersada en la estratosfera por vehículos espaciales 
Armas nucleares 
Ensayos: 
Las inyecciones totales de 3H, I4C, 137Cs y 239Pu en la 
atmósfera debido a los ensayos atmosféricos de armas 
realizados entre 1945 y 1980 han sido estimadas reciente-
mente por el Comité Científico [6]. Estas inyecciones, 
promediadas como flujos anuales, figuran en el Cuadro 1. 
Ahora bien, el Comité Científico no estimó los flujos de 
23SJJ y 238JJ y debidos a los ensayos de armas. 
He supuesto que de 423 explosiones atmosféricas 
realizadas anteriormente, con una energía total de 
545,4 Mt [6], el 74 por ciento tenían una potencia 
inferior a 1 megatón (Mt) y el 26 por ciento una potencia 
superior a 1 Mt [7]. Supongo también que en la mitad de 
las explosiones se utilizaron 20 kg de 23SU por arma; y 
que la eficacia media de quemado en explosiones inferio-
res a 1 Mt era del 15 por ciento, y 80 por ciento en las 
más de 1 Mt. Con estas hipótesis, la estimación aproxi-
mada de la dispersión de 23SU en la atmósfera entre 1945 
y 1980 es de aproximadamente 2800 kg, es decir, 
1,7 x 10"1 Ci anuales. 
Para estimar la dispersión de 238U, supongo que en las 
110 explosiones de más de 1 Mt [7], que aportan el 92% 
de la energía total producida (502 Mt), la mitad de la 
potencia se debió a la fusión de 238U con una eficacia de 
quemado del 40 porciento y que, para liberar 1 Mt de 
energía, se fisionaron 56 kg de 238U. A partir de estas 
hipótesis, la estimación aproximada de la dispersión de 
U en la atmósfera entre 1945 y 1980 es de unos 
16 900 kg, es decir, 1,6 X 1CT1 Ci anuales. 
Producción: 
Eisenbud et al. [8] comunicaron que en 1980 la dosis 
de radiación para los seres humanos en el Hemisferio 
Norte debida a la producción anterior de armas nucleares 
fue 2,5 veces inferior a la dosis debida a los ensayos 
nucleares. De esto puede deducirse que el flujo medio 
anual de ^ procedente de esta fuente, entre 1945 y 
1980, fue de 7,6 X 107 Ci. 
Salvo estos datos, me fue imposible encontrar en la 
literatura información sobre las descargas a escala mundial 
de radionucleidos procedentes de la producción de armas. 
Se expone en el presente artículo una evaluación más 
bien aproximada de estas descargas basándose en los datos 
SIPRI [9] sobre la producción de armas nucleares. Entre 
1972 y 1981 se produjeron 90 699 cabezas nucleares por 
parte de las dos superpotencias; 72 470 cabezas con una 
potencia inferior a 1 Mt y 18 229 de más de 1 Mt. No se 
tiene en cuenta en esta estimación la contribución de 
otros países. Supongo que cada una de las cabezas 
contenía 20 kg de 239Pu. Con un factor de conversión de 
0,5, esto significa que se utilizaron más de 3600 toneladas 
de uranio natural para producir el plutonio. Supongo 
también que, en las cabezas de más de 1 Mt, de la potencia 
total de 71 575 Mt la mitad se debe a la fisión del 238U, 
36 OIEA BOLETÍN, VOL. 24, n° 2 
Protección del medio ambiente 
Cuadro 2. Flujo anual medio de energía de radiación descargada en el medio ambiente global (J-s~') 
Fuentes naturales Armas nucleares 
entre 1945 y 1981 
Energía núcleo-
eléctrica en 1981 
Combustión del 
carbón en 1980 
>»Rn 1,2 X 10» 
2 '°Pb 1,9 X 10" 
»6Ra 1,1 X 103 
3H 2 X 10a 
238U 1,6 X 102 
,4C 3,5 X 10' 
J35U 5,3 
137Cs d 
»'Pu d 
3H 2,7 X 10" a 
3H 8 X 103 b 
137Cs 4,5 X 103 a 
222Rn 1,5 X 103 b 
23'Pu 1.8X 103 a 
14C 1,6 X 102 a 
23'Pu 3 c 
23'Pu 4 X 10"' e 
2,0Pb 2,1 X 10"' b 
238U 6,2 X 10"3 a 
226Ra 5,8 X 10"3 b 
238U 3,2 X 10"3 b 
235U 5,6 X 10" ' a 
222Rn 5,3 X 104 
3H 1,6 X 102 
210Pb 8 
23 ! U 5 
, 4C 3 
226Ra 2,2 X 1 0 " 
2 3 ,U 1,2 X 10" ' 
137Cs 1,1 X 10 
23 'Pu 2,9 X 10"4 
222Rn 3 X 103 
210Pb 2,6 X 10' 
238U 1,3 X 10' 
226Ra 1 X 10' 
2 3 !U 4,5 X 10"' 
a) = ensayos de armas, 1945—1980 
b) = producción de armas, 1972—1981 
c) = accidentes con armas 
d) = por debajo del límite de detección 
e) = dispersada en la estratosfera por veh ículos espaciales 
cuya eficacia de quemado es del 40%. Esto corresponde 
a 5040 toneladas de uranio natural. Por lo tanto, la canti-
dad anual media de uranio natural para la producción de 
cabezas entre los años 1972 y 1981 fue como mínimo de 
864 toneladas. De los datos del Comité Científico sobre 
las descargas de radionucleidos durante los procesos de 
extracción, tratamiento, conversión y enriquecimiento 
[10] puede deducirse que la producción de esta cantidad de 
uranio natural introdujo en la atmósfera 6,8 X 10~2 Ci de 
238U; 3,5 X 10'2 Ci de 226Ra; 9,1 X 103 222Rn; y 
2,3 X 10 3 Ci de 235U anuales. Con emisiones de partícu-
las solamente se introdujeron 3,0 X 10"2 Ci de 21°Pb, pero 
su actividad como resultado de la emisión de 222Rn fue de 
5 Ci anuales. 
Accidentes de armas nucleares y vehículos espaciales: 
Un examen de los escasos accidentes en que intervi-
nieron armas nucleares y reingreso de aeronaves espaciales 
en la atmósfera indica que se dispersaron en ella, proce-
dentes de estas fuentes, pequeñas cantidades de 239Pu [2]. 
Energía nucleoeléctrica 
En 1981, la capacidad generadora nucleoeléctrica 
instalada en el mundo era 144,4 GW(e) [11], y con el 
factor de carga supuesto de 0,6 la energía producida era 
de 86,6 GW(e).a. De acuerdo con el Comité Científico 
[10], supongo que son necesarias aproximadamente 200 
OIEA BOLETÍN, VOL. 24, n° 2 
toneladas de uranio natural para producir un GW(e).a, 
es decir, 1,7 X 104 t para la electricidad producida en 
1981. 
Los valores que figuran en el Cuadro 1 se calcularon a 
partir de los datos del Comité Científico [10] sobre las 
emisiones atmosféricas asociadas con las partículas de 
polvo procedentes de las operaciones de extracción, 
tratamiento y enriqucimiento, correspondientes a 
1,7 X 104 t de uranio utilizadas en 1981. En el valor 
correspondiente del Cuadro 1 se incluyen además 25 Ci 
de 210Pb en relación con la desintegración del 222Rn 
gaseoso. Las emisiones atmosféricas de 3H y 14C proce-
dentes de reactores de potencia y plantas de reelaboración 
se han deducido también de los datos del Comité Cientí-
fico, así como las emisiones de 137Cs y de 239Pu [1,2, 10]. 
Combustión del carbón 
En 1980 se produjeron 3900 millones de toneladas de 
carbón [12], 47 por ciento de ellas fuera de Europa y 
Norteamérica. En diferentes regiones del mundo se 
utilizan diferentes calidades de carbón con sistemas de 
control de emisión de partículas de eficacia distinta. En 
los Estados Unidos, se ha calculado que la emisión media 
atmosférica de partículas era superior, en un orden de 
magnitud, a las normas de emisión recomendadas para 
la producción de energía, que varían, según el contenido 
en cenizas del carbón, entre 0,5 y 1 g de partículas por 
kg de carbón [13]. La eficacia de los sistemas de control 
37 
Protección del medio ambiente 
de emisión depende del tamaño de partícula, y suele ser 
inferior para las partículas pequeñas. La eficacia de los 
precipitadores electrostáticos para todo el intervalo de 
tamaños de partícula es diferente según los tipos, y en 
algunas comunicaciones se indica que en los Estados 
Unidos llega a ser tan solo el 70 por ciento en unidades 
antiguas mientras que en las nuevas puede alcanzar el 
99,8 por ciento [14]. En otros países que utilizan carbones 
con un contenido en cenizas al parecer superior, del 15 
al 40 por ciento [15, 16,17] y con sistemas de control 
menos eficaces, las emisiones de las centrales térmicas 
pueden ser hasta 20-3 5 g/kg [15, 18]. 
En la producción de electricidad se emiten menos 
partículas que en otros usos industriales y domésticos 
del carbón. Se ha señalado [15] que las emisiones debidas 
a la combustión del carbón con fines domésticos son 3 
veces superiores a las correspondientes a la producción 
de electricidad [15]. En 1976, solamente el 2 por ciento 
del carbón de los Estados Unidos se utilizaba para calefac-
ción doméstica [19], mientras que en Polonia la cifra era 
del 15 por ciento [20]. Sería difícil averiguar la situación 
para todos los países que contribuyen a la producción y 
consumo mundial de carbón. 
Para evaluar la emisión global de radionucleidos proce-
dentes de la combustión del carbón, he supuesto que el 50 
por ciento del carbón producido en 1980, es decir, 
1,95 X 109 toneladas, tenía un contenido en cenizas del 
10 por ciento y se quemó con un coeficiente de emisión 
de partículas bajo, de 3,3 g/kg [1], es decir, que el 0,33 
por cien de la masa original del carbón, o sea 6,44 X 106 
toneladas, se descargaron en la atmósfera como cenizas 
volantes. Supongo que la otra mitad del carbón producido 
tenía un contenido en cenizas del 20 por ciento y se 
quemó con un coeficiente de emisión de partículas de 
30 g/kg; es decir, que el 3 por ciento de la masa original 
de carbón, o sea 5,82 X 107 toneladas, entraron en la 
atmósfera como cenizas volantes. Así pues, a consecuen-
cia de la combustión de carbón de ambos tipos penetraron 
en la atmósfera, en 1980, aproximadamente 6,5 X 107 
toneladas de cenizas volantes. 
De acuerdo con el cálculo del Comité Científico de 
1977 [1 ], supongo que en las cenizas volantes que escapan 
la concentración media de 238U es de 5 pCi/g; de 226Ra, 
1 pCi/g; y de 210Pb, 10 pCi/g. Esto corresponde a un 
flujo global de estos nucleidos de 325 Ci de 238U; 65 Ci 
de 226Ra; y 650 Ci de 210Pb. La actividad del 23SU 
correspondiente al flujo de 238U, calculadaa partir de las 
concentraciones de actividad de estos isótopos en el uranio 
natural es aproximadamente de 16 Ci. Además del flujo 
de 210Pb asociado con las partículas, este nucleido se 
produce en la atmósfera a partir de su antecedente 
gaseoso 222Rn liberado durante la combustión y excava-
ción del carbón. En el carbón, el 222Rn se encuentra en 
equilibrio radiactivo con el 226Ra, cuya concentración 
media es 0,54 pCi/g [10]. Por ser un gas noble, el 
222Rn no es retenido por los sistemas de control de 
emisión de partículas. En 1980, con la masa total de 
carbón quemado, escaparon a la atmósfera aproximada-
mente 2100 Ci de 222Rn. No hay datos disponibles sobre 
la emisión de 222Rn procedente de las minas de carbón; 
no obstante puede evaluarse por comparación con la 
emisión media conocida de las minas de uranio, que es 
5,4 X 10"3 Ci por tonelada de mineral de 0,2% de ley 
[10]. Esta emisión viene acompañada de una concentra-
ción de actividad de 222Rn en el mineral de 540 pCi/g 
[10], es decir, un factor unas mil veces mayor que en el 
carbón. Utilizando este factor puede estimarse que, con 
la masa total de carbón extraída en 1980, aproximada-
mente 21 000 Ci de 222Rn se liberaron en la atmósfera y 
que la emisión total de 222Rn procedente del carbón fue 
de 23 100 Ci. La actividad del 210Pb que se originó de 
este flujo de 222Rn es aproximadamente de 11 Ci. 
Como puede verse en el Cuadro 1, el flujo anual de 
actividad natural de radionucleidos en la atmósfera global 
es varios órdenes de magnitud superior a los flujos 
correspondientes a las tres fuentes antropogénicas 
estudiadas, excepto en el caso de los nucleidos 3H, 14C, 
137Cs y 239Pu. Los flujos medios de estos cuatro nucleidos 
debidos a los ensayos y producción de armas nucleares 
entre 1945 y 1981 superaron a las otras fuentes y fueron 
de 2 a 6 órdenes de magnitud superiores a los flujos 
debidos a la energía nucleoeléctrica en 1981. 
El flujo natural de actividad del 222Rn es el mayor de 
los flujos medios atmosféricos de todos los radionucleidos 
de todas las fuentes. La radiación de este nucleido y de 
sus descendientes contribuye a la mayor parte de la 
dosis de radiación natural recibida por la población del 
mundo [21 ]. Por lo tanto, el 222Rn puede ser una base 
útil para comparar la importancia relativa de determina-
dos flujos. El flujo de 222Rn debido a la energía nucleoeléc-
trica en 1981 fue más de 2000 veces inferior a los flujos 
debidos a fuentes naturales, y el flujo debido a las armas 
nucleares más de 80 000 veces inferior. Es interesante 
observar en el Cuadro 1 que, en 1981, el flujo de 222Rn 
debido a la combustión y producción de carbón fue el 
doble del debido a la producción de armas nucleares. 
Los flujos de otros miembros de la familia del 238U y 
del 235U procedentes de la combustión de carbones 
excedieron a los flujos debidos a la energía nucleoeléctrica 
y a las armas nucleares. 
Las energías de radiación emitidas por los radio-
nucleidos descargados en la atmósfera, que figuran en 
orden decreciente en la lista del Cuadro 2, pueden ayudar 
más para una evaluación relativa del riesgo ambiental, 
que la comparación de los flujos de actividad. La energía 
emitida por la desintegración de radionucleidos liberados 
se ha calculado a partir de los datos que figuran en [22]. 
Como puede verse en el Cuadro 2, la energía liberada 
de fuentes naturales procede en su mayor parte del 222Rn 
y es de 4 a 5 órdenes de magnitud superior a la proce-
dente de todas las fuentes antropogénicas estudiadas. 
Solamente en el caso de las armas nucleares no es el 
222Rn el principal contribuyente a la emisión de energía 
de radiación procedente de flujos atmosféricos de radio-
nucleidos, siendo el tercero tras el 3H y 137Cs. Tanto 
en el caso de la energía nucleoeléctrica como en el de la 
combustión del carbón, la energía liberada en el medio 
ambiente procedente del 222Rn es 2 órdenes de magnitud 
superior a la procedente del 3H y 210Pb. Parece por lo 
tanto que conviene dedicar mayor atención y estudio al 
222Rn de lo que pudieran sugerir las evaluaciones basadas 
en los cálculos del compromiso de dosis, que indican que 
las repercusiones de la producción nucleoeléctrica a causa 
de las descargas de 14C son mucho más importantes que 
las debidas a otros radionucleidos [1]. Como puede verse 
38 OIEA BOLETÍN, VOL. 24, n° 2 
Protección del medio ambiente 
en el Cuadro 2, las repercusiones ambientales actuales de 
las radiaciones debidas a la energía nuclear constituyen 
una parte muy pequeña de las repercusiones naturales, 
y no parece posible que en un futuro previsible los flujos 
de radionucleidos en la atmósfera global procedentes de 
la energía nucleoeléctrica se aproximen a los niveles 
naturales. 
La comparación de actividades y energías de radiación 
liberadas en el medio ambiente global por cuatro fuentes, 
proporciona una perspectiva diferente de la comparación 
basada en el concepto más antropocéntrico, y menos 
cauteloso, de las dosis absorbidas en el tejido o del compro-
miso de dosis. Espero que sea útil para el público y para 
los responsables la percepción del riesgo radiológico que 
entrañan las actividades humanas en gran escala. 
Referencias 
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[4] Z. Jaworowski Revista de Energía Atómica 7, 3—45 (1969). 
[5] M.H. Wilkening, W.E. Clements, D. Stanley, Proc. Symp. 
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[10] Comité Científ ico, Exposiciones resultantes de la producción 
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las Naciones Unidas (1981). 
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