1.1 Definición

La radiación ionizante es un tipo de energía liberada por los átomos en forma de ondas

electromagnéticas o partículas. Las personas están expuestas a fuentes naturales de

radiación ionizante, como el suelo, el agua o la vegetación, y a fuentes artificiales, tales

como los

ementarse por mutágenos ambientales, como los rayos X, pero la mayoría de las

mutaciones son errores internos del organismo y no obedecen a una causa

externa. Las mutaciones pueden tomar la forma de cambios de un nucleótido (una

subunidad del ADN), o pueden producirse a gran escala, en cuyo caso una región

entera se invierte,

sbjkbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbñkjbvjhvle

borra, se dobla o se traslada a otra parte del ADN. En algunos casos, toda la

cadena de ADN puede doblarse. Algunas mutaciones pueden conducir a la

formación de una nueva especie.

Quelato: Estructura molecular en la que los iones metálicos se encuentran unidos

a un compuesto orgánico bidentado por valencias residuales.

Radiación inducida: Radiación que se produce al bombardear un átomo

inicialmente estable para convertirlo en un isótopo radioactivo del mismo o de otro

elemento

1.2 Radiación ionizante natural

En la naturaleza existen de forma natural núcleos atómicos inestables (radioisótopos),

que contienen un exceso o defecto de neutrones. Estos núcleos tienden a la estabilidad

y para alcanzarla emiten de forma espontánea partículas y/o energía para así

transformarse en un átomo diferente y más estable.

Se pueden citar dos fuentes principales de radioisótopos naturales:

Algunos de ellos se originaron en el proceso de formación del planeta tierra (uranio)

Otros se producen permanentemente en las capas altas de la atmósfera por acción de

los rayos cósmicos (14Carbono)

Las formas más frecuentes de desintegración de los radioisótopos naturales son:

Desintegración (emisión de partículas): Son núcleos de helio, son la asociación

de dos protones y dos neutrones. Cuando un átomo emite una partícula el nuevo

núcleo resultante tiene un número atómico dos unidades inferior y un número

másico inferior en cuatro unidades. Son intensamente ionizantes porque poseen

una gran cantidad de energía, pero su poder de penetración es muy pequeño

(una simple hoja de papel o la piel son capaces de detenerlas). Si por inhalación,

ingestión, etc. fuera incorporado al organismo un emisor es muy posible que se

produzca daños graves al individuo. Carecen de interés tanto en acciones de

diagnóstico como de terapia.

Desintegración (emisión de partículas): Son electrones. Estos electrones se

cree que no salen de la corteza sino del núcleo, y se forman en el momento de la

emisión por transformación de un neutrón en un protón y un electrón. Cuando un

núcleo es radiante, el núcleo resultante no varía en su número másico pero

aumenta en una unidad su número atómico. Son radiaciones directamente

ionizantes. Poseen carga negativa (son un electrón). Su poder de ionización es

mucho menor que el de las partículas pero su capacidad de penetración es

mayor. Son utilizadas en medicina para el tratamiento de lesiones superficiales y

endocavitarias.

Radiación: Es la emisión de una onda electromagnética de un núcleo radioactivo

al pasar de un estado excitado (configuración con una energía superior a lo

normal) a otro estado más estable. La radiación está compuesta (al igual que los

rayos X) por fotones. Son indirectamente ionizantes por carecer de carga

eléctrica. En su interacción con la materia se van a producir fenómenos de

ionización y excitación:

Ionización: Proceso por el cual se arrancan de un átomo uno o más electrones

de su corteza.

Excitación: Consiste en alejar del núcleo atómico a uno o más electrones de su

corteza, llevándolos desde su órbitas originales a otras más alejadas del núcleo,

sin separarse de este.

En medicina se suelen utilizar de dos formas:

Fuentes de radiación encapsuladas: El material radioactivo permanece cerrado

en cápsulas selladas Se utilizan de formas diferentes para tratamientos médicos

en teleterapia (fuente radioactiva a distancia del paciente) curiterapia intersticial

(La fuente radioactiva está implantada en una determinada zona del paciente) y

terapia endocavitaria (La fuente radioactiva se introduce en una cavidad del

paciente).

Fuentes de radiación no encapsuladas: La fuente radioactiva no se encuentra

protegida sino que, generalmente, está en forma de disoluciones (disolución de

yodo radiactivo, oro coloidal…) Se utilizan en medicina nuclear tanto para

diagnóstico como para tratamiento. Para diagnóstico son muy interesantes los

emisores puros de periodos de semidesintegración cortos ya que reducen las

dosis de radiación que recibe el paciente.

Rayos X: El mecanismo que interpreta el origen de los rayos X a nivel atómico

parece ser el siguiente: Si un electrón que penetra en el núcleo choca con uno de

los electrones de una capa intermedia de la corteza del átomo, y lo desplaza a un

nivel superior. El hueco que deja libre es ocupado por un electrón de las capas

inferiores, emitiendo la energía perdida en forma de un fotón X.

Se obtienen en un tubo generador de rayos X (el denominado tubo de rayos

catódicos). Los electrones emitidos por el cátodo y acelerados por un campo

electrónico originado por una diferencia de potencial establecida entre el ánodo y

el cátodo inciden sobre una placa metálica generalmente de volframio), que

recibe el nombre de anticátodo, y se producen los rayos X.

Se trata de radiación electromagnética cuyos fotones poseen una elevada

energía, frecuencia muy alta y una longitud de onda muy pequeña.

1.3 Fuentes naturales de las radiaciones ionizantes.

La mayor parte de las radiaciones ionizantes que recibe la población proviene, con

mucho, de las fuentes naturales y la exposición a la mayoría de ellas es inevitable. Estas

fuentes son:

4.2.1. RAYOS CÓSMICOS.

Tienen su origen en el sol y en el espacio interestelar. Irradian la tierra directamente e

interaccionan con la atmósfera produciendo radiaciones y materiales radiactivos

adicionales.

4.2.2. RADIACIÓN TERRESTRE.

Los principales materiales presentes en los minerales son isótopos del potasio y del

rubidio (40K y 87Rb) y dos series de elementos radiactivos procedentes de la

desintegración de isótopos de uranio y torio (238Ur y 232To). Los niveles de radiación

del suelo varían dependiendo de las concentraciones de estos materiales en la corteza

terrestre.

4.2.3. RADIACIÓN INTERNA.

Aproximadamente dos tercios de la dosis equivalente efectiva recibida por el ser humano

de fuentes naturales procede de sustancias radiactivas que se encuentran en el aire que

respiran, los alimentos que comen y el agua que beben. Parte de esta dosis proviene de

sustancias originadas por la radiación cósmica (14C y 3H) o de fuentes terrestre (40K),

aunque la mayor parte procede de la desintegración de los isótopos de uranio y torio

(238Ur y 232To).

4.2.4. RADÓN

La fuente más importante de radiación natural es un gas invisible, insípido e inodoro,

más denso que el aire, denominado Radón. La mayor parte de la dosis se debe a la

inhalación de dos de sus radioisótopos formados en la desintegración del Uranio y del

Torio

El gas Radón fluye de la tierra en todas partes pero sus niveles ambientales dependen

de tres factores:

Minerales presentes en el suelo y el subsuelo.

Materiales de construcción utilizados.

Tipos de combustibles utilizados.

El grado de exposición al Radón aumenta en lugares cerrados (sobre todo en

construcciones graníticas) ya que, en ausencia de ventilación el gas se concentra. El

agua y el gas natural también son fuentes de Radón, pero menos importantes.

4.2.5. OTRAS FUENTES

Carbón: Como la mayoría de la materia natural contiene trazos de radioisótopos

naturales, en su combustión liberan estos al medio ambiente donde pueden afectar al

hombre. Al quemar carbón la mayor parte de las sustancias radiactivas se acumulan en

el fondo de las calderas (en las escorias), pero las partículas más ligeras salen al

exterior por las chimeneas, sobre todo si no cuentan con filtros que las retengan. La

nube de humo desplaza los radioisótopos que pueden irradiar directamente al hombre o

a través de cultivos o el agua.

Energía geotérmica: Al extraer vapor de agua caliente de las profundidades de la tierra,

se proyectan también isótopos radiactivos, constituye otra fuente de radiación.

Fosfatos: Se extraen para la fabricación de fertilizantes. Los fosfatos de forma natural

suelen contener una relativamente alta cantidad de uranio que, durante el proceso de

transformación se convierte en radón. Los fertilizantes obtenidos son radiactivos y

contaminan al hombre a través de los alimentos.

1.4 Exposición humana

Las personas están expuestas continuamente a radiaciones ionizantes. De estas

radiaciones unas proceden de la propia naturaleza, sin que el hombre haya intervenido

en su producción; otras están originadas por actividades humanas.

Las primeras constituyen el fondo radiactivo natural. Podemos distinguir tres causas

principales de este fondo radiactivo:

Las radiaciones ionizantes procedentes del espacio exterior (radiación cósmica) están

originadas por los procesos nucleares que tienen lugar fuera de la Tierra. Puesto que la

atmósfera absorbe parcialmente las radiaciones, el fondo natural debido a esta causa

varía con la altitud de tal modo que es menor al nivel del mar que en lo alto de una

montaña.

Las radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas presentes en la corteza terrestre.

Esta componente del fondo radiactivo varía notablemente entre unos y otros puntos de

la Tierra, ya que no es uniforme la distribución de los elementos químicos. Por ejemplo,

el fondo radiactivo terrestre de Galicia, cuyas rocas graníticas poseen una radiactividad

relativamente alta, es mucho mayor que el correspondiente a las zonas de naturaleza

calcárea.

La radiación de los isótopos radiactivos contenidos en el propio organismo humano,

principalmente isótopos del carbono y del potasio. A ella hay que unir la radiación

producida por el radón que inhalamos al respirar, el cual procede de la desintegración

del uranio y el torio.

Como promedio, el 15% de la dosis procedente del fondo natural que recibe una

persona en España se debe a la radiación cósmica, el 20% a la radiación terrestre, el

15% al propio organismo y el 50% al radón.

Las causas artificiales de radiación se deben a la exposición a diversas fuentes de

origen no natural, como son las exploraciones radiológicas con fines médicos, las

esferas luminosas de relojes, la televisión en color, los viajes en avión (en este caso se

debe a la mayor dosis de radiación cósmica que se recibe durante el vuelo a gran

altura), el poso radiactivo procedentes de las explosiones nucleares en la atmósfera que

tuvieron lugar en el pasado, las emisiones de las centrales térmicas de carbón, cuyos

humos contienen isótopos radiactivos; y las instalaciones nucleares.

Dentro de las causas artificiales la principal fuente de irradiación son las exploraciones

radiológicas, que en los países desarrollados dan lugar a unas dosis sobre la población

semejantes a la radiación cósmica. Las centrales nucleares producen una dosis

prácticamente nula sobre el público en general y una dosis muy pequeña y controlada

sobre el personal de la central.

4.5.1. EFECTOS PATOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

Cuando una célula absorbe radiaciones ionizantes estas pueden producir la ionización

en las distintas macromoléculas (ADN) biológicas que contiene o bien en el medio

(líquido) donde están suspendidos los orgánulos celulares. Según el lugar donde se

produzcan esas interacciones pueden ser:

Directas: Cuando una radiación ionizante interacciona y es absorbida por una

macromolécula biológica (ADN, ARN, proteínas, enzimas, etc…) produciendo cambios

en su estructura y/o es su función.

Indirectas: Cuando la absorción de la radiación ionizante tiene lugar por el medio en el

que están suspendidas las moléculas (agua principalmente). Da lugar a la formación de

iones y radicales libres tóxicos para la célula.

Efecto de las radiaciones ionizantes sobre:

ADN: Rotura de sus cadenas, lesiones en las bases, lesiones en los azúcares…

Cromosomas: Mutaciones (modificación del material genético)

Otros componentes celulares: Se pueden producir daños en la membrana celular, en

el retículo endoplásmico, en las mitocondrias, en los lisosomas (su rotura provoca la

libración de enzimas), etc…