El documento habla sobre las radiaciones

1. Conferencia Magistral No.13
Clase No. 37:
Introducción a las radiaciones. Tipos de radiaciones Ionizantes y No ionizantes.
¿Qué es ionizar?. Efectos biológicos sobre los seres vivos.
Tema No.3: Fundamentos básicos sobre las radiaciones.
Subtema 3.1: Introducción a las radiaciones. Tipos de radiaciones
Ionizantes y No ionizantes. ¿Qué es ionizar?. Efectos biológicos sobre los
seres vivos. Radiaciones electromagnéticas (Calor, Luz, Rayos X y Otras del
Espectro electromagnético).
Subtema 3.2: Radiaciones Radiactivas (Radiactividad Natural y Artificial,
isotopos radiactivos). Instrumentos de medida, de diagnóstico y para
terapias. Aplicaciones en la especialidad.

2. Introducción a las radiaciones

3. Concepto de radiación
Radiación (del latín radiatio) es la acción y efecto de irradiar (despedir rayos
de luz, calor u otra forma de energía).
Ejemplos: Radiación electromagnética, Radiación ultrasónica, Radiación
sonora, Radiación térmica, Radiación de Cerenkov, Radiación corpuscular,
Radiación solar, Radiación nuclear, Radiación de cuerpo negro, Radiación
cósmica, Radiación Ultravioleta, Radiación Infrarroja, Rayos X, Radiaciones
de Roentgen, Radiaciones α, β, ϫ (fotónica), Radiación óptica y otras.
Generalmente los cuerpo que emiten radiaciones se dice que irradian
Para la Física, se trata de la emisión de energía que emana de un cuerpo o
sustancia (fuentes), como resultado de modificaciones físico y/o química de
su estado original (de forma natural o artificial), en dependencia de la
relación causa-efecto y con manifestación de onda (mecánica o
electromagnética; luz, sonido, rayos X) o flujo de partículas subatómicas,
(electrones, protones, neutrones, fotones), que igualmente son portadoras
de energías, y que se propaga a través del espacio vacío o medio material.

4. Radiación cósmica o ultrarradiación: Radiación de origen cósmico
constituida en su mayor parte por protones y núcleos ligeros o
semipesados, todos de gran energía (108 a 1017 eV). Las partículas
primarias interaccionan con las que componen la atmósfera constituyendo
la llamada radiación secundaria.
Radiación de frenado: Radiación electromagnética continua que se origina
en un tubo de rayos X al ser frenados bruscamente los electrones en el
anticátodo.
Radiación electromagnética: Radiación constituida por ondas
electromagnéticas, provocada por la aceleración de cargas eléctricas o por
los cambios energéticos de un estado cuántico a otro (en una molécula,
átomo, núcleo).
Radiación ionizante: Radiación electromagnética que al interaccionar con
la materia posee energía suficiente para arrancar electrones a sus átomos o
moléculas, produciendo ionizaciones.
Radiación sincrotrónica: Radiación que emite una carga acelerada en un
sincrotrón cuando su velocidad es próxima a la de la luz.

5. Clasificación de Fuentes de radiaciones
Fuentes Mecánicas: Los radiadores ultrasónicos, los altoparlantes,
campañas, otros que emiten ondas sonoras.
Fuentes Electromagnéticas:Los radiadores de luz visible, Roëntgen,
infrarrojos y Ultravioleta. El Sol es un radiador electromagnético de luz
blanca natural visible, sin embargo, el origen de ellas es producto a las
reacciones nucleares en su interior. Las antenas radiadores de
radiofrecuencia, cuerpos a bajas o altas temperaturas son fuentes de
radiaciones (la llama de una vela, un fósforo, de un encendedor), los
bombillos o lámparas incandescentes o fluorescentes, los leds, emitirán,
por norma general, gran cantidad de ondas electromagnéticas, así se
tienen algunos radionúclidos, entre otras.
Fuentes Nucleares:Elementos químicos radiactivos inestables de forma
natural que emiten en busca de su estabilidad. Los isótopos radiactivos
(radionúclidos o radioisótopos), elementos químicos que emiten partículas
subatómicas después de haberse provocado su inestabilidad nuclear por
diferentes métodos físicos.

6. Tipos de radiaciones de acuerdo a su efecto sobre la materia
(desde el punto de vista de la protección contra la radiación)
RADIACIÓN IONIZANTE.
Si la radiación transporta energía
suficiente como para provocar
ionización en los átomos del medio
que atraviesa.
Ejemplos: los rayos X, rayos γ,
partículas α y parte del espectro de
la radiación UV, entre otros
RADIACIÓN NO IONIZANTE
Si la radiación no transporta energía
suficiente como para provocar
ionización en los átomos del medio
que atraviesa.
Ejemplos: los rayos UV y las ondas
sonoras, de radio, TV o de telefonía
móvil
El carácter ionizante o no ionizante de la radiación es independiente de su
naturaleza corpuscular u ondulatoria.
Debido a la dualidad onda-partícula, todas las partículas que se mueven
también tienen carácter ondulatorio. Las partículas de mayor energía muestran
con más facilidad características de las partículas, mientras que las partículas de
menor energía muestran con más facilidad características de onda.

7. ¿Qué es ionizar?

8. Recordando de Química - Física:
Las propiedades químicas de los átomos de los elementos químicos las
define la constitución de la capa electrónica más externa o cortical. Esta
capa adquiere gran estabilidad cuando la cantidad de electrones que la
integra es igual a ocho (8e-). Los átomos que poseen en la capa cortical
uno o dos electrones pueden cederlos con facilidad convirtiéndose en
iones, el átomo se ha ionizado con carga positiva predominante, por
ejemplo: el sodio (Na), potasio (K) y rubidio (Rb), tienen un solo electrón
en su capa externa.
Los átomos de bromo (Br), cloro (Cl) y demás elementos halógenos, tienen
siete electrones (7e-) en su capa cortical, lo cual aceptan ávidamente los
electrones de las capas corticales de otros átomos para completar su capa
externa hasta ocho electrones (8e-), transformándose en iones negativos
estables.
Los átomos que poseen tres, cuatro y cinco electrones, manifiestan con
menor intensidad la tendencia a formar iones durante las reacciones
químicas.

9. La ionización es el proceso de eliminar los electrones de los átomos,
dejando dos partículas cargadas eléctricamente (un electrón y un ion
cargado positivamente).
Los electrones cargados negativamente y los iones con carga positiva
creados por la radiación ionizante pueden causar daños en los tejidos
vivos.
Básicamente, una partícula es ionizante si su energía es mayor que la
energía de ionización de una sustancia típica, es decir, unos pocos eV
(electron-Volt), e interactúa con los electrones de manera significativa.

10. Clasificación de las radiaciones ionizantes
 Según sean fotones o partículas
Radiación electromagnética: 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.
 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.
Radiación indirectamente ionizante: 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.

11. Según la fuente de la radiación ionizante
Las radiaciones naturales: proceden de radioisótopos que se encuentran presentes en el
aire (como por ejemplo el 222Rn o el 14C), el cuerpo humano (p. ej. el 14C o el 235U), los
alimentos (p. ej. el 24Na o el 238U)), la corteza terrestre (y por tanto las rocas y los materiales
de construcción obtenidos de éstas, como el 40K), 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.
Las radiaciones artificiales: están producidas mediante ciertos aparatos o métodos
desarrollados por el ser humano, como por ejemplo los aparatos utilizados en radiología,
algunos empleados en radioterapia, por materiales radiactivos que no existen en la
naturaleza pero que el ser humano es capaz de sintetizar en reactores nucleares o
aceleradores, o por materiales que existen en la naturaleza pero que se concentran
químicamente para utilizar sus propiedades radiactivas. La naturaleza física de las
radiaciones artificiales es idéntica a la de las naturales. Por ejemplo, los rayos X naturales y
los rayos X artificiales son ambos rayos X (fotones u ondas electromagnéticas que proceden
de la desexcitación de electrones atómicos). Ejemplos de fuentes artificiales de radiación
son los aparatos de rayos X, de aplicación médica o industrial, los aceleradores de partículas
de aplicaciones médicas, de investigación o industrial, o materiales obtenidos mediante
técnicas nucleares, como ciclotrones o centrales nucleares.
http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ionizante

12. La mayoría de las conservas y semiconservas
alimenticias se tratan térmicamente, normalmente a
temperaturas variables que oscilan entre 60ºC a 140ºC,
durante pocos segundos o minutos. Durante este
tiempo se transfiere una gran cantidad de energía al
alimento, lo que implica modificaciones en el aspecto y
en la aparición de aromas a calentado o cocido. El uso
de radiación ultravioleta se baraja, en este contexto,
como una tecnología alternativa de interés.
Aplicación y utilización de las Radiaciones en la Agroindustria
Otro grupo de alimentos con posibilidades es el de las harinas en general.
Normalmente es un alimento que no recibe tratamiento térmico, puesto que
supondría una modificación del mismo y una pérdida nutricional. La aplicación de
ultravioletas podría reducir la contaminación de microorganismos en los cereales y
en las harinas, pero especialmente permitiría la descontaminación de productos
que poseen patógenos como Bacillus cereus.
Podría también tener interés en la reducción de la contaminación de todas
aquellas materias primas que se emplean en la fabricación de alimentos para
niños, especialmente para los bebés, donde no es aceptable la presencia, aunque
sea en pequeñas cantidades, de microorganismos en general y, de manera
particular, de los pertenecientes al grupo de las coliformes.

13. Aplicación y utilización de las Radiaciones en la
Agroindustria
La radiación ataca fuertemente a los microorganismos como bacterias y
hongos. Esta es la razón principal de que su uso sea tan extendido en esta
área. Permite además almacenar y conservar los alimentos por más
tiempo.
Por ejemplo: en la papa y la cebolla los brotes se producen a expensas de
los nutrientes que contienen, lo que causa una progresiva disminución del
peso y la calidad hasta hacerlos inadecuados para el consumo. Sin
embargo, irradiando los alimentos con radiación gamma es posible inhibir
la formación de brotes durante el almacenamiento y así obtener un
producto más duradero.
Industria de alimentos
El logotipo Radura, usado
para marcar aquellos
alimentos que han sido
tratados mediante
radiaciones.

15. Representación de los efectos de la radiación ionizante sobre los tejidos vivos.

16. Tipos de efectos biológicos 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 exposicióna la radiación, por
ejemplo: cáncer radioinducido, radiodermitis crónica, mutaciones genéticas.
Desde el punto de vista biológico
 Según la energía depositada por la radiación en la materia viva produce cambios
en las estructuras celulares, dando lugar a efectos que pueden ser perjudiciales,
entendidos como efectos deterministas somáticos, y efectos hereditarios:
Efectos deterministas somáticos: Sólo se manifiestan o afectan la salud del
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 que sólo afecta a su descendencia, ya que lesionan las células
germinales del individuo expuesto, por ejemplo: las mutaciones que afectan a
células germinales (espermatozoides y óvulos).

17. Resumen de efectos y/o enfermedades sobre seres humanos y animales.
Ya se conoce, que según la intensidad de la cantidad de dosis de radiación, en qué parte del
cuerpo se produjo la mayor absorción y el tiempo de exposición, el enfermo puede llegar a
morir en el plazo de unas horas a varias semanas.
Si sobrevive, sus expectativas de vida quedan sensiblemente reducidas. Los efectos nocivos
de la radioactividad se acumulan hasta que una exposición mínima se convierte en peligrosa
después de cierto tiempo. Las condiciones que se expresan cuando alguien es víctima de
enfermedad por radiación son:
náuseas,
vómitos,
convulsiones,
delirios,
dolor de cabeza,
diarrea,
pérdida de cabellera,
pérdida de dentadura,
reducción de los glóbulos rojos en la sangre,
reducción de los glóbulos blancos en la sangre,
daño al conducto gastrointestinal,
pérdida de la mucosa de los intestinos,
hemorragias,
esterilidad,
infecciones bacterianas,
câncer,
leucemia,
cataratas,
daños genéticos,
daño cerebral,
daños al sistema nervioso,
cambio del color de pelo a gris,
quemaduras.

18. Efectos sobre animales
Si los animales son irradiados, a los pocos días presentan diarrea,
irritabilidad, pérdida de apetito y apatía. Pueden quedar estériles según el
grado de exposición. Cuando son afectados por la radiación, los órganos
internos se contaminan y algunos elementos radiactivos (como el
estroncio) se introducen en los huesos, dónde permanecen toda la vida
disminuyendo las defensas del organismo, y haciendo al animal presa
fácil para las enfermedades. Para eliminar la radiación en los animales, la
solución es tiempo y cuidado, además de no seguir expuestos a
productos radiactivos. Si se consumen animales, deben evitarse los
huesos y los órganos.