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RADIACIONES IONIZANTES Curso: Seguridad e Higiene Ocupacional P e d ro A rm ijo ¿Qué son Radiaciones Ionizantes? • La Radiación es la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material. • Estas partículas de radiación y rayos poseen suficiente energía para desplazar electrones de átomos y moléculas (tales como agua, proteína y DNA) a los que impactan o que pasan cerca. Este proceso es llamado ionización, por lo que esta radiación se llama “Radiación Ionizante.” 3 P e d ro A rm ijo Tipos de Radiación Ionizante Según su interacción con la materia: • Alfa: Tienen mayor masa, por lo que su capacidad de penetración en la materia es limitada pero tienen mucha intensidad energética. Pueden ser detenidas por una hoja de papel o la piel. • Beta: Poseen una masa mucho menor por lo que tienen mayor capacidad para penetrar en la materia. Son menos energéticas que las alfa. • 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. Son bastante penetrantes. • Neutrones: Tienen una gran energía y son muy penetrantes, al no sufrir apenas interacciones con la materia que van atravesando. Para detenerlas deben utilizarse gruesas capas de hormigón, plomo o agua. 4 • Naturales: Proceden de radioisótopos que se encuentran presentes en el aire, el cuerpo humano, los alimentos, la corteza terrestre (y por tanto las rocas y los materiales de construcción obtenidos de éstas, como el K), o del espacio (radiación cósmica). Son radiaciones no producidas por el hombre. Más del 80% de la exposición a radiaciones ionizantes en promedio a la que está expuesta la población proviene de las fuentes naturales. Según la fuente de la Radiación ionizante: • Artificiales: Están producidas mediante ciertos aparatos o métodos desarrollados por el ser humano; por ejemplo los aparatos utilizados en radiología, radioterapia, materiales radiactivos que no existen en la naturaleza pero que el ser humano es capaz de sintetizar en reactores nucleares o aceleradores de partículas, o por materiales que existen en la naturaleza pero que se concentran químicamente para utilizar sus propiedades radiactivas. P e d ro A rm ijo 6 Según sean fotones o partículas: • Este tipo de radiación está formada por fotones con energía suficiente como para ionizar la materia (es decir, superior a unas decenas de electronvoltios). Según su origen y su energía se clasifican en rayos X y rayos gamma. Radiación Corpuscular • Incluye a las partículas alfa(núcleos de Helio), beta (electrones y positrones de alta energía), protones, neutrones y otras partículas que sólo se producen por los rayos cósmicos o en aceleradores de muy alta energía, como los piones o los muones. Radiación Electromagnética https://es.m.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3n https://es.m.wikipedia.org/wiki/Electronvoltio https://es.m.wikipedia.org/wiki/Rayos_X https://es.m.wikipedia.org/wiki/Rayos_gamma https://es.m.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_alfa https://es.m.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_beta https://es.m.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3n https://es.m.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3n https://es.m.wikipedia.org/wiki/Rayos_c%C3%B3smicos https://es.m.wikipedia.org/wiki/Pi%C3%B3n https://es.m.wikipedia.org/wiki/Mu%C3%B3n P e d ro A rm ijo Radiación Indirectamente Ionizante • Está formada por las partículas no cargadas como los fotones, los neutrinos o los neutrones, que al atravesar la materia interaccionan con ella produciendo partículas cargadas siendo éstas las que ionizan a otros átomos. Suelen poseer una baja transferencia lineal de energía. 7 Según la ionización producida: Radiación Directamente Ionizante • Suele comprender a las radiaciones corpusculares formadas por partículas cargadas que interaccionan de forma directa con los electrones y el núcleo de los átomos de moléculas blanco o diana como el oxígeno y el agua. Suelen poseer una transferencia lineal de energía alta. P e d ro A rm ijo Medición de las Radiaciones Ionizantes 8 Para poder medir y comparar las energías absorbidas por el tejido en diferentes condiciones ha sido necesario definir ciertos conceptos, así como las unidades correspondientes. Estas definiciones y unidades han ido evolucionando a medida que se ha tenido mayor conocimiento de la radiación. P e d ro A rm ijo Unidades y Símbología 9 P e d ro A rm ijo 10 ✓ Exposición (E): 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. No es aplicable para partículas. La unidad es el Renguenio y el culombio/kg. ✓ Dosis Absorbida (GY y Rad): Cantidad de energía depositada por unidad de masa, independientemente de qué material se trate. Es diferente para cada parte del cuerpo. La unidad antigua de dosis absorbida es el rad; actualmente el SI de medidas utiliza como unidad de radiación absorbida al Grey. ✓ Dosis equivalente (Sv y Rem): El rem (Sv en el SI de medidas) refleja la respuesta biológica a las radiaciones ionizantes, por lo que puede ser utilizada para comparar efectos/daños de diferentes radiaciones. Proviene de las siglas en inglés Roentgen Equivalent Man. Un Sv equivale a 100 rems y un rem equivale a 10 milisieverts (mSv). ✓ Actividad (A): La transformación del núcleo de un radionúclido en otra especie se llama desintegración. El número de desintegraciones por unidad de tiempo se llama actividad. La unidad es el curio (Ci) y el bequerelio (Bq). P e d ro A rm ijo Fuentes de Exposición 12 ➢ Todo lugar de trabajo u operación en que se manipulen o utilicen fuentes radiactivas o equipos generadores de radiaciones ionizantes. ➢ Empleo de Rayos X y fuentes de Rayos Gamma en medicina, en la industria e investigación. ➢ Operación de reactores nucleares y aceleradores de partículas. ➢ Uso de otras sustancias radiactivas en medicina, combate de plagas, estudio de suelos, hidrología, estudios de contaminación ambiental, etc. ➢ Diariamente inhalamos e ingerimos radionúclidos presentes en el aire, suelo, alimentos y el agua. ¿Quiénes están expuestos a Radiaciones Ionizantes? o Los trabajadores que operan o manipulan de cualquier forma equipos generadores o fuentes de radiaciones ionizantes y los que atienden a los pacientes irradiados. o Los pacientes que se someten a exámenes de diagnóstico médico y dental a repetición y los pacientes con tratamiento médico nuclear u oncológico. o Mujeres en edad fértil, embarazadas y niños menores ( Que circulan por dependencias vecinas a las instalaciones con equipos radiológicos u otras fuentes de radiaciones ionizantes). Vías de Ingreso al organismo de las Radiaciones Ionizantes El ingreso por exposición interna a la radiación ionizante se produce cuando un radionúclido es inhalado, ingerido o entra de algún otro modo en el torrente sanguíneo. La exposición interna cesa cuando el radionúclido se elimina del cuerpo, ya sea espontáneamente o gracias a un tratamiento. El ingreso por exposición externa se puede producir cuando el material radiactivo presente en el aire se deposita sobre la piel o ropa. Generalmente, este tipo de material radiactivo puede eliminarse del organismo por simple lavado. Rayos X, radiaciones alfa, beta, gamma y neutrones, que ingresan por vía cutánea y ocular. P e d ro A rm ijo Usos de las Radiaciones Ionizantes 15 ▪ Los materiales radiactivos y las radiaciones ionizantes se utilizan ampliamente en medicina, industria, agricultura, docencia e investigación. ▪ En medicina, el uso de radiaciones ionizantes se encuadra en la aplicación de técnicas de radiodiagnóstico, radioterapia y medicina nuclear. ▪ Algunas de las aplicaciones mássignificativas en la industria son la esterilización de materiales; la medición de espesores y densidades, los detectores de seguridad y vigilancia mediante rayos X en aeropuertos y edificios oficiales. ▪ También son muchas sus aplicaciones en la agricultura y la alimentación, por ejemplo para determinar la eficacia de la absorción de abono por las plantas, determinar la humedad de un terreno y así optimizar los recursos hídricos necesarios. ▪ Actividades de investigación tales como los estudios de biología celular y molecular del cáncer. ¿Por qué son un riesgo crítico vigilado? ❖ Porque no son posibles de detectar por medio de los sentidos, ya que la energía radiactiva no es visible, carece de color y olor y no se puede tocar ❖ Son capaces de atravesar algunos materiales con mayor facilidad que otros, por lo que si no se utilizan adecuadamente pueden producir daños irreversibles en el material biológico del organismo humano. Riesgos Biológicos Las radiaciones ionizantes bien utilizadas no representan riesgo para nuestra salud. Sin embargo, mal utilizadas pueden producir efectos perjudiciales en la salud: ❑ Cuando las dosis de radiación superan determinados niveles pueden tener efectos agudos en la salud, tales como quemaduras cutáneas o síndrome de irradiación aguda. ❑ Las dosis bajas de radiación ionizante pueden aumentar el riesgo de efectos a largo plazo, tales como el cáncer. El riesgo es mayor para los niños y adolescentes, pues son mucho más sensibles a la radiación que los adultos. Riesgos Biológicos ❑ Más allá de ciertos umbrales, la radiación puede afectar el funcionamiento de órganos y tejidos, y producir efectos agudos tales como enrojecimiento de la piel, caída del cabello, quemaduras por radiación o síndrome de irradiación aguda. Estos efectos son más intensos con dosis más altas y mayores tasas de dosis. ❑ Los estudios epidemiológicos realizados en poblaciones expuestas a la radiación, como los supervivientes de la bomba atómica o los pacientes sometidos a radioterapia, han mostrado un aumento significativo del riesgo de cáncer con dosis superiores a 100 mSv. Técnicas de Protección Radiológica Tiempo Distancia Blindaje A menor tiempo, menor exposición. A mayor distancia, menor exposición. A mayor blindaje, menor exposición. P e d ro A rm ijo Normas Generales de Protección o Delimitación de zonas o Formación del personal o Dosis permisibles o Dosimetrías personales o Vigilancia médica o Evaluación ambiental P e d ro A rm ijo • Como se ha comentado anteriormente, ninguno de nuestros sentidos es capaz de detectar las radiaciones ionizantes. Sin embargo, en la actualidad existe una gran variedad de instrumentos que permiten medir las radiaciones ionizantes: contadores de radiactividad, detectores y dosímetros (personales y de área). 21 Equipos de Medición