1. RADIOBIOLOGIA
• La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se
producen en los seres vivos tras la absorción de energía procedente
de las radiaciones ionizantes. Es decir es el estudio de la acción
biológica de las radiaciones sobre la materia lo que impulsa el
conocimiento y el desarrollo de una disciplina importante como es
la Radiología.
• Las dos grandes razones que han impulsado la investigación de los
efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son:
• Protección Radiológica: Poder utilizar esas radiaciones de forma
segura en todas las aplicaciones médicas o industriales que las
requieran.
• Radioterapia: Utilización de las radiaciones ionizantes
principalmente en neoplasias, preservando al máximo los órganos
críticos (tejido humano sano).
• El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de la
energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas
subatómicas a través del vacío o de un medio material.
2. Características de los efectos biológicos de las radiaciones
ionizables
Aleatoriedad: La interacción de la radiación con las células es una
función de probabilidad y tiene lugar al azar. Un fotón o partícula
puede alcanzar a una célula o a otra, dañarla o no dañarla y si la
daña puede ser en el núcleo o en el citoplasma.
Rápido depósito de energía: El depósito de energía a la célula
ocurre en un tiempo muy corto, en fracciones de millonésimas de
segundo.
No selectividad: La radiación no muestra predilección por ninguna
parte o bío molécula, es decir, la interacción no es selectiva.
Inespecificidad lesiva: Las lesiones de las radiaciones ionizantes es
siempre inespecífica o lo que es lo mismo esa lesión puede ser
producida por otras causas físicas.
Latencia: Las alteraciones biológicas en una célula que resultan por
la radiación no son inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a
esto se le llama "tiempo de latencia" y puede ser desde unos pocos
minutos o muchos años, dependiendo de la dosis y tiempo de
exposición
3. Efectos de la Radiación de los Tejidos
Vivos
• D e entre los muchos efectos, los más importantes son
los causados por las radiación ionizantes, son los que
se refieren a la leucemia infantil, cáncer de
mama, tumores cerebrales,(en el caso de los celulares).
• Efectos en el Organismo.
• A las pocas horas de ocurridas una exposición a la
radiación, el individuo afectado puede presentar
dolor de cabeza, nauseas, falta de
apetito, vomito, diarrea pereza, disminución de la
cuenta sanguínea, y mala coagulación,y
posteriormente perdida del pelo. Estas alteraciones
son reversibles si la dosis es menor de 100 rads. Si la
dosis es mayor, la severidad de estas alteraciones
aumenta y la recuperación del individuo se dificulta.
•
4. TIPOS DE EFECTOS DE LA RADIACION
SOBRE LOS SERES VIVOS
• Los efectos de la radiación IONIZANTES sobre los
seres vivos se pueden clasificar desde el punto de
vista :
• *Según el tiempo de aparición. *
Precoces .
Tardíos.
* Desde el punto de vista biológicos *
Efectos somáticos.
Efectos hereditarios.
* Según la dependencia de la dosis.
Efectos estocásticos.
Efectos no estocásticas
5. Tipos de efectos de la radiación sobre los seres vivos
• Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre los seres vivos se
pueden clasificar desde distintos puntos de vista:
• * Según el tiempo de aparición *
• Precoces: Aparecen en minutos u horas después de haberse
expuesto a la radiación, por ejemplo eritema cutáneo, náuseas.
• Tardíos: Aparecen meses u años después de la exposición, por
ejemplo cáncer radio inducido, radio dermitis
crónica, mutaciones genéticas.
* Desde el punto de vista biológico *
• Efectos somáticos: Sólo se manifiestan en el individuo que ha
sido sometido a la exposición de radiaciones ionizantes por
ejemplo el eritema.
• Efecto hereditario: No se manifiestan en el individuo que ha sido
expuesto a la radiación, sino en su descendencia, ya que lesionan
las células germinales del individuo expuesto, por ejemplo las
mutaciones genéticas.
6. TIPOS DE EFECTOS DE LA RADIACION
DE LOS SERES VIVOS
• Según la dependencia de la dosis
• Efecto estocástico: Son efectos absolutamente
aleatorios, probabilísticos; pudiendo aparecer tras la
exposición a pequeñas dosis de radiación ionizante. No
necesitan una dosis umbral determinada para producirse; si
bien al aumentar la dosis aumenta la probabilidad de
aparición de estos efectos, que suelen ser de tipo tardío. Se
cree que el único efecto estocástico es el cáncer radio
inducido y las mutaciones genéticas.
• Efecto no estocásticas: Se necesita una dosis umbral para
producirlos, por debajo de la cual, la probabilidad de
aparición de los mismos es muy baja. Suelen ser efectos
precoces, por ejemplo el eritema cutáneo.
7. continuación ETAPAS de la acción biológicas de la
radiación
• Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia viva son el
resultado final de las interacciones físicas (ionización) y (excitación) de los
fotones o partículas con los átomos que la componen.
• Los efectos de la radiación sobre los seres vivos pasan por sucesivas
etapas que se ordenan aquí según su escala de tiempo, de menor a mayor.
• -* Etapa Física *
• Es una respuesta inmediata que ocurre entre billonésimas y millonésimas
de segundo. En esta etapa se produce la interacción de los electrones
corticales con los fotones o partículas que constituyen el haz de radiación.
Los electrones secundarios originados en la interacción, excitan e ionizan a
otros átomos provocando una cascada de ionizaciones. Se estima que un
Gray de dosis absorbida produce 100000 ionizaciones en un volumen de
10 micras cúbicas.
• *La acción directa de la radiación es consecuencia de ionizaciones que
se producen en los átomos que forman la molécula del ADN, fenómeno
dominante en radiaciones con alta transferencia lineal de energía (LET)
como las partículas alfa, beta y protones, que inciden directamente sobre
los átomos de las moléculas.
• *La acción indirecta de la radiación es la interacción del haz de
radiación con otros átomos y moléculas de la célula como el
agua, produciéndose radicales libres que al difundir hasta la molécula de
ADN, la dañan de manera indirecta.
•
8. CONTINUACION DE ETAPAS DE
ACCION BIOLOGICAS DE LA
• Etapa Química
RADIACCION
• Esta etapa es de un orden ligeramente mayor estando en
una escala de entre una millonésima de segundo y un
segundo. Es el proceso de la interacción de los radicales
libres resultantes de la radiolísis del agua, que originan
una serie de reacciones químicas con moléculas de solutos
presentes en el medio irradiado y que producirán la
inducción de un cierto grado de lesión biológica. Cuando las
radiaciones interaccionan con la materia viva se producen
fenómenos fisicoquímicos, pues la ionización y excitación
suponen un incremento de energía para las moléculas, lo
que compromete su estabilidad; dependiendo de la
importancia de la molécula afectada, la lesión biológica
será más o menos importante.
9. Contin. De etapas de acción
biológicas de la radiación
• Radiolísis del agua .-Los efectos biológicos se deben en gran parte
• a la acción de las radiaciones sobre el agua, esto se debe por un lado a la
elevadaLos efectos biológicos se deben en gran parte presencia de las
moléculas de agua en los seres vivos y por otro al hecho de que ejerce como
disolvente de otras moléculas y en el que tienen lugar importantes
reacciones químicas. Aunque la acción de las radiaciones sobre el agua o
radiolísis del agua es una suma de procesos complejos, puede simplificarse
resumiéndose en dos casos:
• La descomposición molecular del agua y la formación de radicales libres.
• En primer lugar la radiación incidente sobre las moléculas de agua puede
ionizarlas de tal manera que deja un ion H2O+ y un electrón libres. A este
electrón se le llama electrón acuoso pues es muy lento ya que casi toda la
energía se ha invertido en arrancarlo de la molécula. El ion H2O+ es muy
inestable y rápidamente se descompone en un H+ y en un radical OH·. El
electrón acuoso, puede reaccionar con otras moléculas orgánicas o con una
segunda molécula de agua produciendo radicales H· e iones hidroxilo OH-.
Los radicales H· y OH· son moléculas neutras con gran reactividad química
pues tienen un electrón desparejado que con muy poco esfuerzo tenderá a
crear enlaces y robar así átomos a otras moléculas que en el peor de los
casos podrían ser biomolecular funcionales tales como proteínas o
nucleótidos.
10. ETAPA BIOLOGICA
• La etapa biológica se inicia con la activación de reacciones
enzimáticas para reparar el daño producido por las radiaciones.
Algunas de estas lesiones serán reparadas y no influyen en la
viabilidad celular y otras no serán reparadas con lo que se producirá
la muerte celular en inter fase, mitosis o incluso después de varias
divisiones celulares tras la exposición a la radiación.
Las consecuencias biológicas de la irradiación celular se
manifiestan mucho tiempo después como:
• La respuesta de los tumores a la radioterapia.
• Los efectos secundarios agudos y tardíos asociados a la
radioterapia.
• Desarrollo de neoplasias radio inducidas a largo plazo por
mutaciones en células somáticas.
• Desarrollo de malformaciones genéticas en la descendencia por
mutaciones en células germinales
11. RADIACTIVIDAD
• La radiactividad o radioactividad[] es un fenómeno físico por el cual
algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten
radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas
fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos
opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele
denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las
radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o
rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de
helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un
fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, inestables, que
son capaces de transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleos
atómicos de otros elementos más estables.
• La radiactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción lo
constituye el neutrón, que no posee carga, pero ioniza la materia en forma
indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de
radiación: alfa, beta, gamma y neutrones
12. Continuación Radiactividad
• La radiactividad se aprovecha para la obtención
de energía nuclear, se usa en medicina
(radioterapia y radiodiagnóstico) y en
aplicaciones industriales (medidas de espesores y
densidades, entre otras).
• La radiactividad puede ser:
• Natural: manifestada por los isótopos que se
encuentran en la naturaleza.
• Artificial o inducida: manifestada por los
radioisótopos producidos en transformaciones
artificiales.
13. Clases de Radiación
• Se comprobó que la radiación puede ser de tres clases
diferentes, conocidas como partículas, desintegraciones y
radiación:
• Partícula alfa: Son flujos de partículas cargadas positivamente
compuestas por dos neutrones y dos protones (núcleos de helio).
Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco
penetrantes, aunque muy ionizantes. .
• Desintegración beta: Son flujos de electrones (beta negativas) o
positrones (beta positivas) resultantes de la desintegración de los
neutrones o protones del núcleo cuando éste se encuentra en un
estado excitado. Es desviada por campos magnéticos. Es más
penetrante, aunque su poder de ionización no es tan elevado como
el de las partículas alfa.
• Radiación gamma: Se trata de ondas electromagnéticas. Es el tipo
más penetrante de radiación. Al ser ondas electromagnéticas de
longitud de onda corta, tienen mayor penetración y se necesitan
capas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlas.
14. Efectos de la Radiación de los
Tejidos Vivos
• LA PIEL fue el primer tejido que se estudio por presentar
alteraciones a dosis cercanas a los 100 rads producen eritema
transitoria, (enrojecimiento en la piel),que desaparecen al cabo de
una semana, y que puede dejar pigmentación transitoria en la zona
irradiada.
• MEDULA OSEA es un tejido que esta ubicado en el interior de los
huesos y se encarga de producir las células sanguíneas. Estos los
glóbulos rojos, glóbulos blancos , y en la sangre también existe
corpúsculos llamados plaquetas de gran importancia en los procesos
de coagulación sanguínea.
• Cuando se observa el daño agudo causado por la radiación en
sangre periférica, manifestado por alteraciones en la cuenta
sanguínea se debe aislar al a persona irradiada para evitar
infecciones en caso necesario transfundir plaquetas, y para casos
severos el único tratamiento posible será el trasplante de médula
ósea.
15. Conti de Efectos de Radiación de los
Tejidos Vivos
• EL PULMON Es el órgano más sensible a la
radiación. Después de una radiación del
pulmón con dosis cercanas a 2000 rads, se
produce el adelgazamiento o perdida de
permeabilidad de la pared alveolar debido ala
muerte de las células alveolares y aparece una
secreción que favorece al desarrollo de
infecciones pulmonares. El tratamiento consiste
• en ayudar a desalojar las secreciones y evitar el
desarrollo de infecciones y propiciar la
recuperación de los tejidos dañados.
16. MEDULA ESPINAL
• LA MEDULA ESPINAL Es el conjunto de nervios ubicado
en el interior de la columna vertebral que conecta al
cerebro y al resto del cuerpo.
• El tejido nervioso de la medula espinal consta de
células nerviosas y células de sostén. Un primer efecto
de la radiación de la médula con dosis mayores de 500
rads es la perdida de la mielina que cubre las
prolongaciones de las células nerviosas, lo que causa a
pocas semanas perdidas de la insensibilidad y
adormecimiento de las extremidades. Si la médula
recibe dosis cercanas a 2000 rads se produce la
parálisis un daño irreversibles.
18. Lesiones radio inducidas y radio sensibilidad
• Las interacciones de las radiaciones ionizantes
pueden traducirse en alteraciones en la
bioquímica celular, cadenas de hidratos de
carbono, cambios estructurales en las
proteínas, modificaciones en la actividad
enzimática, que a su vez repercuten en
alteraciones de la membrana celular, las
mitocondrias y los demás orgánulos de la célula.
Pero en donde más estudios se han realizado, es
en las acciones de la radiación sobre los
elementos del núcleo celular, sobre el ADN.
19. TIPOS DE LESIONES RADIOINDUCIDAS
• Lesión letal: Es irreversible e irreparable, que conduce necesariamente a
la muerte de la célula.
• Lesión sub letal: En circunstancias normales puede ser reparada en las
horas siguientes a la irradiación, salvo que la inducción de nuevas lesiones
sub letales por sucesivas fracciones de la dosis determine letalidad.
• Lesión potencialmente letal: Es una lesión particular que está influida por
las condiciones ambientales del tejido irradiado durante y después de la
irradiación.
• El número de lesiones inducidas por radiación es mucho mayor que el que
ocasionalmente provoca la muerte de las células. La dosis letal media (D0)
es la dosis de radiación que origina aproximadamente una lesión letal por
célula y que destruirá al 63% de éstas, siendo aún viables el 37% restante.
El valor de dosis letal media en células epiteliales humanas bien
oxigenadas es de aproximadamente 3 Gy. El número de lesiones que se
detectan en el ADN inmediatamente después de irradiar a una dosis "D0"
ha sido estimado en:
• Daño de bases: > 1000.
• Roturas simples de cadena: Alrededor de 1000.
• Roturas dobles de cadena: Alrededor de 40.
20. Lesiones radio inducidas en la molécula ADN
• El daño producido en el ADN por las radiaciones ionizantes es
crítico para la muerte celular radio inducida. Existen múltiples
pruebas que demuestran esta hipótesis como son:
• La dosis requerida para producir muerte celular es mucho mayor
para el citoplasma que para el núcleo celular, donde se encuentra el
ADN.
• El I125 y el H3 incorporado al ADN produce muerte celular.
• Las aberraciones cromosómicas radio inducidas son letales para las
células.
• Las bases nitrogenadas alteradas producen radio
sensibilización, como el 5-Fluoracilo.
• Las células con más cromosomas (aneuploides
(tumorales)>diploides>haploides), es decir con más cantidad de
ADN son más radio resistentes.
• La lesión del ADN es de vital importancia en radioterapia para
combatir las células tumorales.
21. RADIOSENCIBILIDAD RELATIVA
• Cuánto menos diferenciado es un tejido, cuánto mayor sea su
índice mitótico y mayor sea su actividad metabólica, más radio
sensible es el tejido.
•
La ley de Bergonié y Tribondeau fue postulada en 1906 por los dos
científicos que le han dado el nombre. Tras estudiar los efectos de
la radiación ionizante en ratones llegaron a la conclusión de que las
células presentan diferente sensibilidad a la radiación en función de
varios factores intrínsecos:
• Son más radio sensibles aquellas células que presentan mayor
actividad mitótica
• Son más radio sensibles aquellas células menos diferenciadas o
indiferenciadas (aquellas que no han sufrido procesos de
diferenciación hacia estirpes celulares específicas)
• Son más radio sensibles aquellas células que tienen por delante un
ciclo vital con mayor número de divisiones
• Esta ley es de utilidad en la rama de la radiobiología que estudia los
efectos de la radiación en los tejidos.
22. RADIOSENCIBILIDAD RELATIVA DE
DIFERENTES TEJIDOS
• MUY RADIOSENSIBLE:
• - Tejido hematopoyético (médula
ósea, bazo)
• - Células reproductivas germinales
(gónadas)
• - Células epiteliales de aparato
gastrointestinal
25. EFECTOS BIOLOGICOS
• - EFECTOS ESTOCÁSTICOS:
• . Aparecen al azar y sólo en algunos
individuos
• . Son menos frecuentes
• . No tienen relación directa con la dosis
• . No existe umbral de dosis o éste es muy
difícil de comprobar
26. EFECTOS NO ESTOCASTICOS O
DETERMINISTICOS
• . Se producen en lapso de tiempo relativamente corto
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. Existe nivel umbral por debajo del cual no hay efectos
detectables.
. La relación Recibir Dinero Extra Entre $5 y $75 por
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la magnitud del daño y la dosis recibida es directa
27. LEYES DE RADIOSENCINILIDAD
• La radio sensibilidad celular está regida por una serie de determinantes que
han sido estudiados y aplicados a todas las células del
organismo, enunciándose unas leyes biológicas, que conceden mucha
importancia a la actividad mitótica, siendo las más importantes:
• Ley de Bergonié y Tribondeau: Está basada en la observación de
irradiaciones sobre células testiculares, en función de la actividad mitótica
y diferenciación celular, se establecen los siguientes puntos:
• Una célula es tanto más radio sensible, cuanto mayor es su actividad
reproductiva.
• Una célula es tanto más radio sensible, cuanto más largo sea su porvenir
de división, es decir, cuantas más divisiones deba cumplir en el futuro.
• Una célula es tanto más radio sensible, cuanto menos diferenciadas estén
desarrolladas sus funciones. Esta ley es de gran utilidad en la rama
Radiobiología que estudia los efectos de la radiación en los tejidos.
• Ley de Ancel y Vitemberg: La sensibilidad de toda célula que ha de
experimentar lesiones por radiación es la misma, pero el tiempo que tardan
en aparecer las lesiones inducidas, varía según los distintos tipos de células.
28. CONT. DE LEYES RADIO SENSIBILIDAD
• Los factores que influyen en el tiempo que tardan en aparecer las
lesiones radio inducidas son:
• El estrés biológico que actúa sobre la célula. La actividad reproductiva
representa un estrés biológico considerable.
• Las condiciones en que se encuentra la célula en el periodo de pre y post
radiación.
• Ciclo celular: la situación de la célula en el momento en que se produce la
irradiación, es un factor biológico que influye notablemente en la radio
sensibilidad, así las células durante la fase de mitosis son más radio
sensibles que durante la fase de síntesis.
• Radio sensibilidad hIstÍca: aunque la radio sensibilidad de un tejido es
similar a la de las células que lo forman, no es una expresión directa de la
misma, a lo que contribuyen varios factores. Un tejido u órgano está
formado por dos componentes: el parénquina (compartimento que
contiene las células características del tejido en cuestión) y el formado por
tejido conjuntivo y vasos (mesénquima). Los dos tienen distinta radio
sensibilidad. La complejidad del funcionamiento de un tejido, implica que
en todo momento, coexisten en él, células en actividad mitótica, en
reproducción y con buena o mala oxigenación.
29. Procesos que determinan la radio sensibilidad
• Tras irradiación ocurren distintos procesos que pueden afectar
a la viabilidad celular, a su funcionalidad o a la aparición de
mutaciones que son: inducción del daño, procesamiento y
manifestación del daño.
• La radio sensibilidad es la forma en la que se manifiesta la
acción biológica producida por la radiación sobre una
determinada población celular o tejido. Datos experimentales
demuestran que :
• El daño inicial sobre una célula por unidad de dosis es variable
y dependiente intrínsecamente de dicha célula.
• Células de distintos tipos muestran diferente capacidad y
eficacia en el proceso de reparación de las lesiones radio
inducidas.
• Distintas células pueden tolerar niveles desiguales de daño
residua l.
30. INDUCCION: DAÑO INICIAL
• El daño inicial es el que se produce en la molécula de ADN
inmediatamente después de la irradiación y debe ser
medido antes de que los sistemas de reparación celulares
puedan actuar. Para poder cuantificar experimentalmente
este daño, las células se irradian a 4 grados
centígrados, temperatura a la que los mecanismos de
reparación del ADN están inhibidos. El daño inicial se
expresa como el número de lesiones producidas por unidad
de dosis. Los modificadores del daño inicial son:
• El efecto oxígeno.
• La presencia de moléculas donadores de H.
• Fase del ciclo celular
31. Enfermedades Humanas por
trastornos en la reparación ADN
• Xeroderma pigmentosum.
• Ataxia-telangiectasia.
• Anemia de Fanconi.
• Cáncer de mama hereditario por
BRCA1/BRCA2.
• Síndrome de Nijmegen.
32. Alteraciones en los mecanismos de
reparación de ADN como marcador
• Marcador de riesgo de enfermedad neoplásica: La
protein-quinasa dependiente de ADN (DNA-PK) es un
marcador de cáncer de pulmón.
• Marcador de respuesta al tratamiento: La proteína
ATM se activa inmediatamente tras exposición de las
células a la radiación ionizante. Si se inhibe
selectivamente en las células tumorales, las hace más
sensibles a la radiación que las células normales. La
inhibición de la PARP-1 también potencia la muerte
celular por radiación
33. RADIOBIOLOGIA Y RADIOTERAPIA
• Aunque la radiación lesiona y puede destruir tanto a las células cancerosas
como a las normales, estas últimas pueden repararse y recuperar su
funcionamiento adecuado.
• Los principales mecanismos radiobiológicos de respuesta de los tumores a la
irradiación se describen habitualmente como las 5 R de la Radioterapia que
son:
• RADIOSENSIBILIDAD INTRÍNSECA: Es la sensibilidad innata o propia de las
células a la irradiación.
• REOXIGENACIÓN: Tras cada sesión de radiación existen células hipóxicas que al
final del tratamiento estarán oxigenadas y serán radiosensibles.
• REDISTRIBUCIÓN: Tras una fracción de radiación, se sitúan más células en fase
G2 y M del ciclo celular, siendo más radio sensibles ante las siguientes
fracciones.
• REPARACIÓN DEL DAÑO SUBLETAL (RDSL): Es mayor en tejidos sanos, por lo
que se protege al tejido normal con un régimen de fraccionamiento que
permita esta reparación entre dos sesiones de radiación, que debe ser entre
seis y ocho horas.
• REPOBLACIÓN ACELERADA: Es el aumento del número de divisiones celulares
como mecanismo de compensación, siendo más importante en los tejidos y
tumores de duplicación rápida o con tiempo de duplicación pequeños
34. RADIACION NUCLEAR
• La emisión de partículas desde un
núcleo inestable se denomina
desintegración radioactiva.
• La desintegración radioactiva solo
sucede cuando cuándo hay un
excedente de masa energía en el
núcleo
35. TIPOS DE DESINTEGRACION
• Los tipos de DESINTEGRACION
• Alfa: emisión de átomos con dos protones y dos
neutrones. Estas partículas son idénticas a núcleos de
helio (4He).
• Beta: hay dos tipos de desintegración, beta positivo y
beta negativo. El beta positivo es una emisión de un
positrón acompañado de un neutrino. El beta negativo
es la emisión de un electrón acompañado de un
antineutrino.
• Gamma: es la emisión de fotones de frecuencia muy
alta. El átomo radiactivo se conserva igual, pero con
un estado de energía menor
36. LEYES DE DESINTEGRACION
RADIACTIVA
• Las leyes de desintegración radiactiva (descritas por Soddy y Fajans
son:
• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula alfa, la masa del
átomo resultante disminuye en cuatro unidades y el número
atómico en dos.
• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula beta, el número
atómico aumenta en una unidad y la masa atómica se mantiene
constante.
• Cuando un núcleo excitado emite radiación gamma, no varían ni su
masa ni su número atómico, solo pierde una cantidad de energía
“hv”.
• Las dos primeras leyes indican que cuando un átomo emite una
radiación alfa o beta, se transforma en otro átomo de un elemento
diferente. Este nuevo elemento puede ser
radiactivo, transformándose en otro, y así sucesivamente, dando
lugar a las llamadas series radiactivas
37. Semiperiodo de un radioisótopo
• Es el tiempo en que tarda en reducir su radioactividad a la
mitad. El semiperiodo es siempre el mismo, sin importar el
momento en que se empieza a contar. Al transcurrir una vida
media, la radioactividad se reduce a la mitad, al transcurrir
dos vidas medias, la radioactividad se reduce a un cuarto. En
general si transcurren N vidas medias, la radioactividad se
reduce a 1/2N.
• Todos los isótopos tienen las mismas propiedades químicas.
La producción de algunos radioisótopos utilizados en
medicina nuclear se lleva a cabo colocando el isótopo estable
en un reactor nuclear o bajo el haz de un acelerador de
partículas y sometiéndolo a un bombardeo con neutrones u
otras partículas.
• Las sustancias radiactivas por lo común no emiten
neutrones, excepto algunos elementos pesados que sufren
fisión espontánea. Las fuentes de neutrones se basan en
inducir una reacción nuclear cuyo producto sea un neutrón.
38. Interacción de la radiación de la materia
• La radiación nuclear se emplea por ejemplo en la gammagrafía y en la
medicina nuclear. La gammagrafía utiliza las interacciones de los rayos
gamma al penetrar por los diferentes tejidos. La medicina nuclear elimina
los tejidos malignos a partir de la radioactividad de elementos radiactivos
introducidos en el paciente.
• Los efectos de las radiaciones en los materiales son la ionización, la
excitación atómica del material y la fisión. A estos le pueden seguir
cambios químicos. Así por ejemplo, las partículas alfa, al penetrar en la
materia, atraen a su paso eléctricamente a los electrones
cercanos, produciendo la ionización de estos átomos.
• Cuando un átomo radiactivo genera un positrón, este se asocia
temporalmente a un electrón, formando un “átomo” llamado
positronio, en el que el electrón y el positrón giran uno alrededor del otro.
El positroni tiene una vida media de 10-10 segundos. Luego se aniquilan las
dos partículas emitiendo rayos gamma de 511 keV.
• Los rayos gamma transfieren su energía al material que atraviesan de tres
formas diferentes. Estas son el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y la
producción de pares.
39. EFECTO FOTOELECTRICOS
• Efecto fotoeléctricos
• El fotón se encuentra con un electrón del material en
cuestión, transfiriéndole toda su energía, desapareciendo el fotón
original.
• Efecto Compton
• El fotón choca contra un electrón, el electrón solo adquiere parte
de la energía del fotón, el resto de la energía se la lleva otro fotón
de menor energía y desviado.
• Producción de pares
• Sucede cuando un fotón se acerca al campo eléctrico de un
núcleo, el fotón se convierte en un par electrón-positrón. El
positrón al final de su trayecto forma un positronio y luego se
aniquilan produciendo dos fotones de aniquilación. Los neutrones
no tienen carga eléctrica, pero se ven afectados por la fuerza
nuclear. Los neutrones no ionizan por no interaccionar con los
electrones, el único efecto que pueden producir es incidir con los
núcleos, provocando reacciones nucleares o dispersiones elásticas
40. EFECTOS BIOLOGICOS DE LAS
RADIACIONES
• Efectos biológicos de las radiaciones
• Los efectos dañinos de las radiaciones ionizantes en un
organismo vivo se deben principalmente a la energía
absorbida por las células y los tejidos que la forman. Esta
energía es absorbida por ionización y excitación
atómica, produce descomposición química de las moléculas
presentes.
• A menos de 100 msv, no se espera ninguna respuesta
clínica. Al aumentar la dosis, el organismo va presentando
diferentes manifestaciones hasta llegar a la muerte. La
dosis letal media es aquella a la cual cincuenta por ciento
de los individuos irradiados mueren, esta es 4 Sv (4000 msv
En ocasiones pueden aplicarse grandes dosis de radiación a
áreas limitadas (como en la radioterapia), lo que provoca
solo un daño local
41. Rayos x
• La denominación rayos X designa a una radiación
electromagnética, invisible, capaz de atravesar
cuerpos opacos y de imprimir las películas
fotográficas. Los actuales sistemas digitales
permiten la obtención y visualización de la
imagen radiográfica directamente en una
computadora (ordenador) sin necesidad de
imprimirla. La longitud de onda está entre 10 a
0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias
en el rango de 30 a 3.000 phz (de 50 a 5.000
veces la frecuencia de la luz visible).
42. continuación- RAYOS X
• Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma
naturaleza que las ondas de radio, las ondas de
microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos
ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental
con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son
radiaciones de origen nuclear que se producen por la
desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de
menor energía y en la desintegración de isótopos
radiactivos, mientras que los rayos X surgen de fenómenos
extra nucleares, a nivel de la órbita
electrónica, fundamentalmente producidos por
desaceleración de electrones. La energía de los rayos X en
general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los
rayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son una
radiación ionizante porque al interactuar con la materia
produce la ionización de los átomos de la misma, es
decir, origina partículas con carga (iones).