La radiación se define como la transmisión de energía en forma de ondas o partículas, y se clasifica en radiación ionizante, que puede provocar cambios químicos en los átomos, y radiación no ionizante, que generalmente tiene efectos menos peligrosos. Los isótopos, que son átomos de un mismo elemento con diferente número de neutrones, pueden ser naturales o artificiales y se utilizan en diversas aplicaciones, como la datación de fósiles y la medicina nuclear. La radiación ultravioleta y otras formas de radiación tienen impactos significativos en la salud humana y el medio ambiente, siendo esencial su regulación y estudio para la protección de la salud.

1. ¿QUÉ ES LA RADIACIÓN?
Ms. Jairo E. Márquez D.
Es el proceso de transmisión de ondas o
partículas a través del espacio o de algún
medio. Las ondas y las partículas tienen
muchas características comunes, la radiación
suele producirse predominantemente en una
de las dos formas.
La radiación mecánica corresponde a ondas
que sólo se transmiten a través de la materia,
como las ondas de sonido.
Símbolo utilizado tradicionalmente para indicar la
presencia de radiactividad.
La radiación electromagnética es independiente de la materia para su
propagación, sin embargo, la velocidad, intensidad y dirección de su flujo de
energía se ven influidos por la presencia de materia. Así, la radiación consiste en
la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas
subatómicas a través del vacío o de un medio material.
La radiación propagada en forma de ondas
electromagnéticas (rayos UV, rayos gamma, rayos X,
etc.) se llama radiación electromagnética, mientras
que la radiación corpuscular es la radiación
transmitida en forma de partículas subatómicas
(partículas α, neutrones, etc.) que se mueven a gran
velocidad en un medio o el vacío, con apreciable
transporte de energía.
Nuevo símbolo de advertencia de radiactividad adoptado por
la ISO en 2007 para fuentes que puedan resultar peligrosas. Estándar ISO #21482.
Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en el
medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario
se habla de radiación no ionizante. El carácter ionizante o no ionizante de la
radiación es independiente de su naturaleza corpuscular u ondulatoria.
Son radiaciones ionizantes los rayos X, rayos γ, partículas α y parte del espectro
de la radiación UV entre otros. Por otro lado, radiaciones como los rayos UV y las
ondas de radio, TV o de telefonía móvil, son algunos ejemplos de radiaciones no
ionizantes.

2. Elementos radioactivos1
Algunas substancias químicas están formadas por elementos químicos cuyos
núcleos atómicos son inestables. Como consecuencia de esa inestabilidad, sus
átomos emiten partículas subatómicas de forma intermitente y aleatoria.2
En general son radiactivas las sustancias que presentan un exceso
de protones o neutrones. Cuando el número de neutrones difiere del número de
protones, se hace más difícil que la fuerza nuclear fuerte debida al efecto del
intercambio de piones3
pueda mantenerlos unidos. Eventualmente el desequilibrio
se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma
de partículas α que son realmente núcleos de helio, partículas ß que pueden
ser electrones o positrones. Estas emisiones llevan a dos tipos de radiactividad:
• Radiación α, que aligera los núcleos atómicos en 4 unidades básicas, y
cambia el número atómico en dos unidades.
• Radiación ß, que no cambia la masa del núcleo, ya que implica la
conversión de un protón en un neutrón o viceversa, y cambia el número
atómico en una sola unidad (positiva o negativa, según la partícula emitida
sea un electrón o un positrón).
Además existe un tercer tipo de radiación en que simplemente se emiten fotones
de alta frecuencia, llamada radiación γ. En este tipo de radicación lo que sucede
es que el núcleo pasa de un estado excitado de mayor energía a otro de menor
energía, que puede seguir siendo inestable y dar lugar a la emisión de más
radiación de tipo α, β o γ. La radiación γ es un tipo de radiación
electromagnética muy penetrante debido a que los fotones no tienen carga
eléctrica, así como ser inestables dentro de su capacidad molecular dentro del
calor que efectuasen entre sí.
Cabe mencionar, que dentro del contexto de la radiación se habla de los
isótopos, que en términos generales, “son átomos de un mismo elemento, cuyos
núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren
en masa.
La mayoría de los elementos químicos así como esta poseen más de un isótopo.
Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural;
en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables.
1
Fuente de consulta. Radiación. http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n [consultado el 22 de abril de
2012].
2
Kwan-Hoong Ng (20 – 22 October 2003). Non-Ionizing Radiations – Sources, Biological Effects, Emissions
and Exposures. http://www.who.int/peh-emf/meetings/archive/en/keynote3ng.pdf
3
Un pion (abreviatura del vocablo griego pi meson) es el nombre común de tres partículas subatómicas π0
,
π+
y π−
. El pion es el mesón más ligero.

3. Tipos de isótopos
Si la relación entre el número de protones y de neutrones no es la apropiada para
obtener la estabilidad nuclear, el isótopo es radiactivo.
Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres
isótopos con números de masa 12, 13 y 14: 12
C, 13
C y 14
C. Sus abundancias
respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% y
trazas.
 Isótopos Naturales
Los isótopos naturales son los que se encuentran en la naturaleza de manera
natural, por ejemplo el hidrógeno tiene tres isótopos naturales, el protio que no
tiene neutrones, el deuterio con un neutrón, y el tritio que contiene dos neutrones,
el tritio es muy usado en labores de tipo nuclear este es el elemento esencial de la
bomba de hidrógeno.
Otro elemento que contiene isótopos muy importantes es el carbono, en el cual
esta el carbono 12, que es la base referencial del peso atómico de cualquier
elemento, el carbono 13 que es el único carbono con propiedades magnéticas y el
carbono 14 radioactivo, muy importante ya que su tiempo de vida media es de
5730 años y es muy usado en la arqueología para determinar la edad de los
fósiles orgánicos.

4.  Isótopos Artificiales
Los isótopos artificiales son fabricados en laboratorios nucleares con bombardeo
de partículas subatómicas, estos isótopos suelen tener una corta vida, en su
mayoría por la inestabilidad y radioactividad que presentan, uno de estos es el
Cesio cuyos isótopos artificiales son usados en plantas nucleares de generación
eléctrica, otro muy usado es el Iridio 192 que se usa para verificar que las
soldaduras de tubos estén selladas herméticamente, sobre todo en tubos de
transporte de crudo pesado y combustibles, alguno isótopos del Uranio también
son usados para labores de tipo nuclear como generación eléctrica o en bombas
atómicas con principio de fisión nuclear.
Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no
estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1.200). El concepto de
estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se
debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen una semivida
extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.
Otros elementos tienen isótopo destructores, pero inestables, como el uranio,
cuyos isótopos están constantemente en decaimiento, lo que los hace radiactivos.
Los isótopos inestables son útiles para estimar la edad de variedad de muestras
naturales, como rocas y materia orgánica. Esto es posible, siempre y cuando, se
conozca el ritmo promedio de desintegración de determinado isótopo, en relación
a los que ya han decaído. Gracias a este método de datación, conocemos la edad
de la tierra. Los rayos cósmicos hacen inestables a isótopos estables de Carbono
que posteriormente se adhieren a material biológico, permitiendo así estimar la
edad aproximada de huesos, telas, maderas, cabello, etc. Se obtiene la edad de
900059 años, no la del propio isótopo, ya que se tienen en cuenta también los
isótopos que ya han desintegrado en la misma muestra. Se sabe el número de

5. isótopos desintegrados con bastante precisión, ya que no pudieron haber sido
parte del sistema biológico a menos que hubieran sido aún estables cuando fueron
raros.”4
Se ver la tabla de isótopos en el siguiente link
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/83/Isotope_Table.Png
Un ejemplo concreto de aplicación de los isótopos es la Tomografía de emisión
de positrones (TEP), en medicina nuclear, técnica utilizada para obtener
imágenes de los tejidos corporales internos. La TEP requiere un ciclotrón como
fuente local de positrones de vida media corta emitidos por isótopos. Los isótopos
se inyectan al paciente junto con un compuesto relacionado con la glucosa, y los
positrones chocan con los positrones en los tejidos corporales para producir
fotones.
Los fotones son seguidos por un contador tomográfico de centelleo, y la
información es procesada por una computadora que proporciona imágenes y
datos sobre el flujo sanguíneo y los procesos metabólicos de los tejidos
observados. Los registros con TEP son muy útiles para el diagnóstico de tumores
cerebrales y del efecto de los accidentescerebrovasculares, así como de varias
enfermedades mentales. También se utilizan en investigación sobre el cerebro y
en el estudio del mapa de las funciones cerebrales.
4
Fuente de consulta. Isótopos. http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topo [consultado el 22 de abril de
2012].

6. Clasificación de la radiación
Radiación no ionizante
El término radiación no ionizante hace referencia a la interacción de ésta con la
materia; al tratarse de frecuencias consideradas 'bajas' y por lo tanto también
energías bajas por fotón, en general, su efecto es potencialmente menos peligroso
que las radiaciones ionizantes.
La frecuencia de la radiación no ionizante determinará en gran medida el efecto
sobre la materia o tejido irradiado; por ejemplo, las microondas portan frecuencias
próximas a los estados vibracionales de las moléculas del agua, grasa o azúcar, al
'acoplarse' con las microondas se calientan. La región infrarroja también excita
modos vibracionales; esta parte del espectro corresponde a la llamada radiación
térmica. Por último la región visible del espectro por su frecuencia es capaz de
excitar electrones, sin llegar a arrancarlos.
Se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Los campos electromagnéticos
Las radiaciones ópticas
Dentro de los campos electromagnéticos se pueden distinguir aquellos
generados por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos.
Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de
radio, y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de las
telecomunicaciones.
Entre las radiaciones ópticas se pueden mencionar los rayos láser y la radiación
solar como ser los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiación ultravioleta. Estas
radiaciones pueden provocar calor y ciertos efectos fotoquímicos al actuar sobre el
cuerpo humano. Nosotros nos centraremos en la radiación ultravioleta que los
últimos años por causa de diversos factores ha estado alcanzado la tierra en
valores que perjudican seriamente nuestra salud y supervivencia.
La exposición a flujo de neutrones, provenientes de fuentes selladas de elementos
radiactivos, conjuntamente con emisores de neutrones como cadmio y berilio,
requiere de medidas radiológicas de extrema importancia.
Aunque por sus características este tipo de radiación no es capaz de alterar
químicamente la materia, la exposición a ella, fundamentalmente
frecuencias ópticas (infrarrojo, visible, ultravioleta), presenta una serie de riesgos,
fundamentalmente para la visión, que deben tenerse en cuenta.
Internacionalmente, entre otros, la ICNIRP (International Commission for Non
Ionizing Radiation Protection)1
es el organismo responsable de las
recomendaciones para la protección frente a estas radiaciones, elaborando

7. protocolos de protección frente a, por ejemplo, radiación láser no ionizante o frente
a fuentes de banda ancha.
Espectro Solar
La radiación óptica (no ionizante) puede producir hasta cinco efectos sobre
el ojo humano: quemaduras de retina, fotorretinitis o Blue-Light Hazard,
fotoqueratitis, fotoconjuntivitis e inducir la aparición de cataratas. También produce
efectos negativos sobre la piel. Aunque se ha especulado sobre efectos negativos
sobre la salud son provocados por radiaciones de baja frecuencia y microondas,
no se han encontrado hasta la fecha evidencias científicas de este hecho.
Radiación Ultravioleta
La radiación solar posee una gran influencia en el medio ambiente debido a que
es un factor que determina el clima terrestre. En particular la radiación ultravioleta
es protagonista de muchos de los procesos de la biosfera. La radiación
Ultravioleta es una Radiación electromagnética cuyas longitudes de onda van
aproximadamente desde los 400nm, el límite de la luz violeta, hasta los 15nm,
donde empiezan los rayos X. (Un nanómetro [nm], es una millonésima de
milímetro). Este tipo de radiación aunque en cierta forma es beneficiosa, si se
excede los limites admisibles por la vida terrestre puede causar efectos nocivos en
plantas y animales e incluido el hombre en lo que respecta a la piel y los ojos.
Hay una serie de factores que afectan de manera directa la radiación ultravioleta
que llega a la superficie terrestre, estos son:
Ozono atmosférico Elevación solar

8. Altitud Reflexión
Nubes y polvo Dispersión atmosférica
El Índice UV es un parámetro UV para la población. Se trata de una unidad de
medida de los niveles de radiación UV relativos a sus efectos sobre la piel humana
(UV que induce eritema). Este índice puede variar entre 0 y 16 y tiene cinco
rangos:
UVI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ó mayor
Bajo Moderado Alto Muy alto Extremado
Cuanto menor es la longitud de onda de la luz Ultravioleta, más daño puede
causar a la vida, pero también es más fácilmente absorbida por la capa de ozono.
De acuerdo a los efectos que la radiación Ultravioleta produce sobre los seres
vivos se pueden diferenciar tres zonas en el espectro de la misma en base a su
longitud de onda:
Ultravioleta C (UVC)
Este tipo de radiación ultravioleta es la de menor longitud de onda, cubre toda la
parte ultravioleta menor de 290nm, es letal para todas las formas de vida de
nuestro planeta y en presencia de la cual no sería posible la vida en la Tierra tal y
como la conocemos actualmente, es totalmente absorbida por el ozono, de modo
que en ningún caso alcanza la superficie terrestre.
Ultravioleta B (UVB)
Entre las radiaciones UVA y UVC está la radiación UVB con una longitud de onda
entre 280 y 320nm, menos letal que la segunda, pero Peligrosa. Gran parte de
esta radiación es absorbida por el ozono, pero una porción considerable alcanza la
tierra en su superficie afectando a los seres vivos produciendo además del
bronceado, quemaduras, envejecimiento de piel, conjuntivitis, etc. Cualquier daño
a la capa de ozono aumentará la radiación UVB. Sin embargo, esta radiación está
también limitada por el ozono troposférico, los aerosoles y las Nubes.
Ultravioleta A (UVA)
La radiación UVA, con mayor longitud de onda que las anteriores entre 400 y
320nm, es relativamente inofensiva y pasa casi en su totalidad a través de la capa
de ozono. Este tipo de radiación alcanza los efectos de la radiación ultravioleta B
pero mediante dosis unas 1000 veces superiores, característica que la convierte

9. en la menos perjudicial. Hay realizar la aclaración de que la radiación Ultravioleta
A alcanza la tierra con una intensidad muy superior a la UVB por lo tanto es
recomendable Protegerse
Radiación ionizante
Son radiaciones con energía necesaria para arrancar electrones de los átomos.
Cuando un átomo queda con un exceso de carga eléctrica, ya sea positiva o
negativa, se dice que se ha convertido en un ión (positivo o negativo). Entonces
son radiaciones ionizantes los rayos X, las radiaciones alfa, beta y gamma. Las
radiaciones ionizantes pueden provocar reacciones y cambios químicos con el
material con el cual interaccionan. Por ejemplo, son capaces de romper los
enlaces químicos de las moléculas o generar cambios genéticos en células
reproductoras.
Radiación alfa
Las partículas alfa son conjuntos de dos protones y dos neutrones, es decir, el
núcleo de un átomo de helio, eyectadas del núcleo de un átomo radiactivo. Las
partículas (α) son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de
electrones correspondiente, de helio-4 (4
He). Estos núcleos están formados por
dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es
positiva (+2qe), mientras que su masa es de 4uma5
.
5
La unidad de masa atómica unificada (símbolo u) o dalton (símbolo Da) es una unidad de masa empleada
en física y química, especialmente en la medida de masas atómicas y moleculares. Equivale a la doceava
(1/12) parte de la masa de un átomo de carbono-12. En el Sistema Internacional de Magnitudes (ISO 80000-
1), se da como único nombre el de dalton y desaconseja el de unidad de masa atómica unificada.
El valor de 1 u en gramos se obtiene dividiendo 12 gramos entre 12 por el número de Avogadro: O lo que es
lo mismo, la inversa del número de Avogadro 1/ (6,022 141 99 × 1023
). De esta forma la uma o u es:
1 u = 1,660 538 86 × 10-27
kg = 931,494 028 MeV/c2

10. Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de
otros núclidos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión
de dichas partículas. Su capacidad de penetración es pequeña; en
la atmósfera pierden rápidamente su energía cinética, porque interaccionan
fuertemente con otras moléculas debido a su gran masa y carga eléctrica,
generando una cantidad considerable de iones por centímetro de longitud
recorrida. En general no pueden atravesar espesores de varias hojas de papel.
Tiene una carga de 3.2x10-19
coulombs y una masa de 6.68x10-27
kg.
La emisión de este tipo de radiación ocurre en general en átomos de elementos
muy pesados, como el uranio, el torio o el radio. El núcleo de estos átomos tiene
bastantes más neutrones que protones y eso los hace inestables. Al emitir una
partícula alfa, el átomo cambia la composición de su núcleo, y queda transformado
en otro con dos protones y dos neutrones menos. Esto se conoce como
transmutación de los elementos. Así por ejemplo, cuando el uranio 238 cuyo
número atómico (Z = número de protones en el núcleo) es de 92, emite una
partícula alfa, queda transmutado en un átomo de torio 234, cuyo número atómico
es de 90
Interacción de las Radiaciones Alfa con la Materia

11. La característica de estas partículas a ser muy pesadas y tiene doble carga
positiva les hace interactuar con casi cualquier otra partícula con que se encuentre
incluyendo los átomos que constituyen el aire (cuando penetra en un centímetro
de aire puede producir hasta 30.000 pares de iones), causando numerosas
ionizaciones en una distancia corta.
Esta rapidez para repartir energía la convierte en una radiación poco penetrante
que puede ser detenida por una simple hoja de papel sin embargo no son
inofensivas ya que pueden actuar en los lugares en que se depositan ya sea por
sedimentación o por inhalación.
Radiación beta
Las partículas beta tienen una carga
negativa y una masa muy pequeña, por ello
reaccionan menos frecuentemente con la
materia que las alfa pero su poder de
penetración es mayor que en estas (casi 100
veces más penetrantes). Son frenadas por
metros de aire, una lámina de aluminio o
unos cm. de agua.
La desintegración beta, emisión
beta o decaimiento beta es un proceso mediante el cual
un nucleido o núclido inestable emite una partícula beta (un electrón o positrón)
para compensar la relación de neutrones y protones del núcleo atómico.
Cuando esta relación es inestable, algunos neutrones se convierten en protones.
Como resultado de esta mutación, cada neutrón emite una partícula beta y
un antineutrino electrónico o un neutrino electrónico.
La partícula beta puede ser un electrón, en una emisión beta minus (β–
), o
un positrón, en una emisión beta plus (β+
). En este tipo de desintegración, el

12. número de neutrones y protones, o número másico, permanece estable, ya que la
cantidad de neutrones disminuye una unidad y la de protones aumenta así mismo
una unidad.
La diferencia fundamental entre un electrón (β–
) y la de un positrón (β+
) con
respecto a la partícula beta correspondiente es el origen nuclear de aquéllos: no
se trata de un electrón ordinario expulsado de un orbital atómico. Una reacción
alternativa cuya consecuencia es que un núcleo con exceso de protones resulte
menos inestable es la captura electrónica.
Este tipo de radiación se origina en un proceso de reorganización nuclear en que
el núcleo emite un electrón, junto con una partícula no usual, casi sin masa,
denominada antineutrino que se lleva algo de la energía perdida por el núcleo.
Como la radiactividad alfa, la beta tiene lugar en átomos ricos en neutrones, y
suelen ser elementos producidos en reacciones nucleares naturales, y más a
menudo, en las plantas de energía nuclear. Cuando un núcleo expulsa una
partícula beta, un neutrón es transformado en un protón. El núcleo aumenta así en
una unidad su número atómico, Z, y por tanto, se transmuta en el elemento
siguiente de la Tabla Periódica de los Elementos.
Interacción de las Radiaciones Beta con la Materia
Si una partícula beta se acerca a un núcleo atómico, desvía su trayectoria y pierde
parte de su energía (se "frena"). La energía que ha perdido se transforma en rayos
X. Este proceso recibe el nombre de "Radiación de Frenado". Otra interesante
reacción ocurre cuando una partícula beta colisiona con un electrón positivo. En
este proceso, ambas partículas se aniquilan y desaparecen, liberando energía en
forma de rayos gamma
Radiación gamma
Las emisiones alfa y beta suelen ir
asociadas con la emisión gamma. Es
decir las radiaciones gamma suelen
tener su origen en el núcleo excitado
generalmente, tras emitir una
partícula alfa o beta, el núcleo tiene
todavía un exceso de energía, que es
eliminado como ondas
electromagnéticas de elevada
frecuencia.
Los rayos gamma no poseen carga ni
masa; por tanto, la emisión de rayos
gamma por parte de un núcleo no
conlleva cambios en su estructura, interaccionan con la materia colisionando con
las capas electrónicas de los átomos con los que se cruzan provocando la pérdida

13. de una determinada cantidad de energía radiante con lo cual pueden atravesar
grandes distancias, Su energía es variable, pero en general pueden atravesar
cientos de metros en el aire, y son detenidas solamente por capas grandes de
hormigón, plomo o agua.
Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de
radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la
radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de
las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.
La energía de este tipo de radiación se mide en megaelectronvoltios (MeV). Un
MeV corresponde a fotones gamma de longitudes de onda inferiores a 10 − 11
m o
frecuencias superiores a 1019
Hz.
Los rayos gamma se producen en la desexcitación de un nucleón de un nivel o
estado excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos
radiactivos. Los rayos gamma se diferencian de los rayos X en su origen, debido a
que estos últimos se producen a nivel extranuclear, por fenómenos de frenado
electrónico. Generalmente asociada con la energía nuclear y los reactores
nucleares, la radiactividad se encuentra en nuestro entorno natural, desde los
rayos cósmicos, que nos bombardean desde el sol y las galaxias de fuera de
nuestro Sistema Solar, hasta algunos isótopos radiactivos que forman parte de
nuestro entorno natural.
Aplicaciones de los rayos gamma:
La potencia de los rayos gamma los hace útiles en la esterilización de
equipamiento médico. Se suelen utilizar para matar bacterias e insectos en
productos alimentarios tales como carne, setas, huevos y verduras, con el fin de
mantener su frescura.
Las radiaciones gamma, tienen una aplicación de
gran alcance para la humanidad, que es la
conservación de alimentos por Irradiación, en la
que se saca partido a la propiedad esterilizante de
las radiaciones (destrucción de microorganismos)
y, también, al retardo enzimático de la maduración
de frutas, inhibición de la germinación de semillas,
etc.
Debido a la capacidad de penetrar en los tejidos,
los rayos gamma o los rayos X tienen un amplio
espectro de usos médicos, como la realización de
tomografías y radioterapias. Sin embargo, como forma de radiación ionizante,
tienen la habilidad de provocar cambios moleculares, pudiendo tener efectos
cancerígenos si el ADN es afectado.

14. A pesar de las propiedades cancerígenas, los rayos gamma también se utilizan
para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. En el procedimiento llamado
cirugía gamma-knife, múltiples rayos concentrados de rayos gamma son dirigidos
hacia células cancerosas. Los rayos son emitidos desde distintos ángulos para
focalizar la radiación en el tumor a la vez que se minimiza el daño a los tejidos de
alrededor.
Los rayos gamma también se utilizan en la medicina nuclear para realizar
diagnósticos. Se utilizan muchos radioisótopos que emiten rayos gamma. Uno de
ellos es el tecnecio-99m. Cuando se le administra a un paciente, una cámara
gamma puede utilizar la radiación gamma emitida para obtener una imagen de la
distribución del radioisótopo. Esta técnica se emplea en la diagnosis de un amplio
espectro de enfermedades, por ejemplo, en la detección del cáncer de huesos.
Los detectores de rayos gamma se emplean a menudo en Pakistán como parte
del Container Security Initiative (Iniciativa de Seguridad en Contenedores de
Carga, por sus siglas en inglés). Estas máquinas tiene por objetivo escanear los
contenedores de mercancía que llegan vía marítima antes de que entren a los
puertos de E.E.U.U para prevenir el ingreso de artículos peligrosos, o carga no
deseada; o la detección temprana de bombas o narcóticos en estos contenedores,
con un valor aproximado de 5 millones de dólares, pueden escanear unos 30
contenedores por hora.
Poder de penetración de las radiaciones
Con la emisión de estos rayos, el núcleo compensa el estado inestable que sigue
a los procesos alfa y beta. La partícula alfa o beta primaria y su rayo gamma

15. asociado se emiten casi simultáneamente. Sin embargo, se conocen algunos
casos de emisión alfa o beta pura, es decir, procesos alfa o beta no acompañados
de rayos gamma; también se conocen algunos isótopos que emiten rayos gamma
de forma pura. Esta emisión gamma pura tiene lugar cuando un isótopo existe en
dos formas diferentes, los llamados isómeros nucleares, con el mismo número
atómico y número másico pero distintas energías. La emisión de rayos gamma
acompaña a la transición del isómero de mayor energía a la forma de menor
energía.
Aunque no hay átomos radiactivos que sean emisores gamma puros, algunos son
emisores muy importantes, como el Tecnecio 99, utilizado en Medicina Nuclear, y
el Cesio 137, que se usa sobre todo para la calibración de los instrumentos de
medición de radiactividad.
Detectores y dosímetros6
Puesto que la radiación ionizante en general no es perceptible por los sentidos, es
necesario valerse de instrumentos apropiados para detectar su presencia.
Asimismo, interesan su intensidad, su energía, o cualquier otra propiedad que
ayude a evaluar sus efectos. Se han desarrollado muchos tipos de detectores de
radiación, cada clase de detector es sensible a cierto tipo de radiación y a cierto
intervalo de energía.
6
Fuente de consulta. http://dxiparatecnicos.blogspot.com/2010/08/detectores-y-dosimetros.html. [consultado
el 22 de abril de 2012]

16. Es de primordial importancia seleccionar el detector adecuado a la radiación que
se desea medir. El diseño de los detectores está basado en el conocimiento de la
interacción de las radiaciones con la materia. Las radiaciones depositan energía
en los materiales, principalmente a través de la ionización y excitación de sus
átomos. Además, puede haber emisión de luz, cambio de temperatura, o efectos
químicos, todo lo cual puede ser un indicador de la presencia de radiación.
El primer dispositivo de detección de radiación fue la emulsión fotográfica y aún
hoy se sigue utilizando en dosímetros. Sin embargo se han desarrollado otros
dispositivos que tienen características más favorables que la emulsión fotográfica
para algunas aplicaciones.
Dispositivos:
Emulsión fotográfica: Realización de radiografías – Dosímetro personal.
Detectores gaseosos:
• Cámara de ionización: detección para niveles de radiación mayores a 1 mR/h
• Contador proporcional: Análisis de pequeñas cantidades de radionúclidos.
• Contador Geiger-Muller: Detector limitado a menos de 100 mR/h- portátil- análisis
de niveles bajos de radiación y contaminación.
Detectores sólidos:
• Detección de centelleo: Instrumento estacionario o portátil –
Espectroscopia de fotones – utilizado para formación de imagen (base
de la gammagrafía)
• Dosimetría termoluminiscente: Monitorización personal y de área
estacionaria.
• Dosimetría óptica: Nuevo detector personal de monitorización.
Detectores gaseosos
Como su nombre lo indica, estos detectores constan de un gas encerrado en un
recipiente de paredes tan delgadas como sea posible para no interferir con la
radiación que llega. Los iones positivos y negativos (electrones), producidos por la

17. radiación dentro del gas, se recogen directamente en un par de electrodos a los
que se aplica un alto voltaje. La corriente eléctrica así inducida, en general es en
forma de pulsos de corta duración; estos pulsos son contados directamente, o
activan un medidor de corriente, o pueden ser conectados a una bocina. Esta
medida de ionización puede transformarse directamente a unidades de exposición
(Roentgens).7
La figura muestra el funcionamiento de un detector gaseoso. Los iones y
electrones producidos en el gas por la radiación son colectados en el ánodo y el
cátodo.
Debido a la baja densidad de un gas (comparado con un sólido), los detectores
gaseosos tienen baja eficiencia para detectar rayos X o gamma (típicamente del
orden de 1%) pero detectan prácticamente todas las alfas o betas que logran
traspasar las paredes del recipiente. En un detector gaseoso puede usarse
cualquier gas (incluso aire). Normalmente se usa una mezcla de un gas inerte
(argón) con un gas orgánico; el primero ayuda a impedir la degradación y el
segundo cede fácilmente electrones para recuperar las condiciones iniciales
después de una descarga. Cada gas tiene diferente potencial de ionización
(energía necesaria para producir una ionización); para las mezclas más comunes
éste es de alrededor de 34 eV.
La geometría más usada para contadores gaseosos es de un cilindro metálico con
un alambre central. Se aplica un alto voltaje positivo al alambre, convirtiéndose
éste en ánodo y el cilindro en cátodo. Entonces los electrones se dirigen al
alambre y los iones positivos al cilindro. La velocidad de los electrones es mayor
que la de los iones positivos. Cuando una radiación produce un cierto número de
pares de iones, éstos se dirigen a los electrodos correspondientes gracias a la
aplicación de un alto voltaje. Sin el alto voltaje apropiado, el detector no funciona o
puede dar lecturas erróneas. En su trayecto hacia los electrodos, los iones
positivos y electrones son acelerados por el campo eléctrico, y pueden a su vez
producir nuevas ionizaciones, o bien pueden recombinarse (neutralizarse). La
magnitud de estos efectos depende del tipo de gas, del voltaje aplicado y del
tamaño del detector.
7
El roentgen es una antigua unidad utilizada para medir el efecto de las radiaciones ionizantes. Se utiliza
para cuantificar la exposición radiométrica, es decir, la carga total de iones liberada por unidad de masa de
aire seco en condiciones estándar de presión y temperatura. En la actualidad, la unidad preferida para medir
esta magnitud es el coulomb por kilogramo (C/kg).
Un roentgen equivale a la exposición de una unidad electrostática de carga liberada en un centímetro cúbico
de aire. En las unidades del SI, es la exposición recibida por 1 kg de aire si se produce un número de pares de
iones equivalente a 2,58 E-4 coulomb. Su notación es así: 1R= 2.58x10-4
C/Kg

18. Los diferentes detectores gaseosos (cámara de ionización, proporcionales y
Geiger-Müller) se distinguen por su operación en diferentes regiones de voltaje. La
figura muestra estas regiones para un detector típico; se grafica el número de
iones colectados en los electrodos contra el voltaje aplicado, para partículas alfa y
beta respectivamente.
La figura muestra las regiones de operación de un detector gaseoso.
En la región I el voltaje es tan bajo que la velocidad que adquieren los iones y
electrones es pequeña, dando lugar a una alta probabilidad de que se recombinen.
Por el peligro de perder información, esta región normalmente no se usa.
En la región de voltaje II, el número de iones colectados no cambia si se aumenta
el voltaje. Se recogen en los electrodos esencialmente todos los iones primarios;
es decir, no hay ni recombinación ni ionización secundaria. Por esta razón, el
tamaño del pulso depende de la ionización primaria y, por lo tanto, de la energía
depositada por cada radiación.
Se llama región de cámara de ionización (La imagen muestra el Modelo 451B es
una cámara de ionización portátil operada con baterías, que mide radiación Alfa

19. por encima de 4 MeV, Beta por encima de 100 keV, y radiación Gama y Rayos-X
por encima de 7 keV.) y se usa para medir la energía de la radiación, además de
indicar su presencia. En general, la corriente generada en estas cámaras es tan
pequeña que se requiere de un circuito electrónico amplificador muy sensible para
medirla.
Oscila alrededor del 1% su eficacia para la medición de fotones y su mayor
eficacia es en la medición de partículas beta.
En la región III, llamada proporcional,
(contador proporcional) la carga
colectada aumenta al incrementarse el
voltaje. Esto se debe a que los iones
iniciales (primarios) se aceleran dentro
del campo eléctrico pudiendo, a su vez,
crear nuevos pares de iones. Si uno
sube el voltaje, la producción cada vez
mayor de ionización secundaria da lugar
a un efecto de multiplicación. Los pulsos
producidos son mayores que en la
región anterior, pero se conserva la
dependencia en la energía de las
radiaciones.
Para los fotones es de menor eficacia que la cámara de ionización pero es muy
eficiente para detectar partículas alfa o beta, por esto no se utilizan en los
servicios de radiodiagnóstico.
Aumentando aún más el voltaje, se llega a la región IV, llamada de
proporcionalidad limitada,
que por su inestabilidad es
poco útil en la práctica.
Si sigue aumentándose el
voltaje, se llega a la región
V, llamada Geiger-Müller En
esta región la ionización
secundaria y la
multiplicación son tan
intensas que se logra una
verdadera avalancha de
cargas en cada pulso. Los
pulsos son grandes por la
gran cantidad de iones
colectados, pero se pierde
la dependencia en la ionización primaria.
La figura muestra las avalanchas producidas en un detector Geiger-Müller.

20. Los detectores Geiger-Müller (o sencillamente contadores Geiger) que operan en
esta región son indicadores de la presencia de radiación, no pueden medir su
energía y determinar que tipo de radiación es, simplemente es un contador de
partículas. Son los más usados porque son fáciles de operar, soportan trabajo
pesado, son de construcción sencilla y se pueden incorporar a un monitor portátil.
Generalmente operan con voltaje de alrededor de 700 a 800 volts, pero esto
puede variar según el diseño de cada detector. Si se incrementa el voltaje aún
más, se obtiene una descarga continua (región VI), no útil para conteo.
Detectores de centelleo
Existen muchos otros tipos de detector de radiación que no operan con la
ionización de un gas. Uno de los más empleados es el llamado detector de
centelleo. En él se aprovecha el hecho de que la radiación produce pequeños
destellos luminosos en ciertos sólidos. Esta luz se recoge y transforma en un pulso
eléctrico.
Los detectores de centelleo tienen algunas ventajas sobre los de gas. En primer
lugar, un sólido, por su mayor densidad, es más eficiente en detener la radiación
que un gas. Por lo tanto la eficiencia de un detector de centelleo es muy superior a
la de uno de gas, especialmente para rayos gamma. En segundo lugar, el proceso
de luminiscencia, o sea la absorción de radiación y la posterior emisión de luz, es
muy rápido, disminuyendo el tiempo muerto.
El material que produce el destello se llama cristal de centelleo. Se selecciona
para que tenga una alta eficiencia en absorber radiación ionizante y emitir luz
(luminiscencia). Debe ser transparente para poder transmitir la luz producida, y
debe estar a oscuras para que la luz ambiental no le afecte.

21. El material más empleado como cristal de centelleo en radiodiagnóstico es el
yoduro de sodio activado con talio, NaI (T1). Es de costo bajo y es muy estable.
Otro muy común es el yoduro de cesio activado con talio, CsI (T1), y hay otros
materiales inorgánicos de usos especiales. Por otro lado, especialmente para
detectar neutrones, suelen emplearse materiales orgánicos como plásticos. De
éstos los más importantes son el antraceno y el estilbeno. Para ciertas
aplicaciones son útiles también los líquidos orgánicos.
Con objeto de transformar la pequeña cantidad de luz producida por un cristal de
centelleo en una señal eléctrica que se puede manejar con más comodidad, se
pone en contacto con un dispositivo llamado fotomultiplicador, esquematizado en
la figura.
El contacto debe ser óptico (por ejemplo con grasa transparente) para que no
haya pérdidas. El tubo fotomultiplicador es un recipiente de vidrio sellado y a un
alto vacío. La cara que está en contacto con el cristal de centelleo va cubierta en
su interior por un material que emite electrones al recibir luz (fotocátodo) y opera
como una celda fotoeléctrica. Estos electrones son acelerados y multiplicados en
campos eléctricos secuenciales entre electrodos llamados dinodos, lográndose
multiplicaciones de un millón de veces. En el último de ellos la señal eléctrica es

22. suficientemente grande para poder ser manejada con amplificadores y
analizadores de pulsos convencionales.
Dosímetros personales
El personal expuesto normalmente a radiaciones requiere de la medida habitual de
la dosis recibida y de un seguimiento de la dosis acumulada en un lapso dado.
Para esto se acostumbra usar dosímetros personales, que son dispositivos
sensibles a la radiación pero que por su tamaño y peso pueden ser portados
individualmente con comodidad, ya sea en el bolsillo o asidos a la ropa con una
pinza. Los más comúnmente empleados son los de película fotográfica, las
cámaras de ionización de bolsillo y los termoluminiscentes.
Los dosímetros de película aprovechan el hecho bien conocido de que la radiación

23. vela las películas fotográficas, como sucede en las radiografías. La emulsión
fotográfica contiene granos de bromuro de plata (AgBr), y al pasar por ella una
radiación deja a su paso iones de bromo y de plata suspendidos en la emulsión,
como imagen latente. Cuando se revela la película aparecen los granos de plata
metálica. El oscurecimiento se mide después con un densitómetro óptico, que
mide la transmisión de luz, y de allí se deduce la dosis recibida.
Como el oscurecimiento depende también del tipo y de la energía de la radiación
recibida, en el porta dosímetro, que generalmente es un receptáculo de plástico,
se incluyen filtros en forma de pequeñas placas de elementos absorbedores de
radiación, como plomo, cadmio, cobre o aluminio. Del ennegrecimiento relativo de
las zonas con filtro y sin filtro se puede deducir algo sobre estas cantidades. Hay
instituciones y compañías privadas que ofrecen el servicio de revelado y medida
de dosis en dosímetros de película.
Los dosímetros de película son de bajo costo, sencillos de usar y resistentes al
uso diario. Son sensibles a la luz y a la humedad. Permiten tener un registro
permanente de la dosis acumulada, generalmente en periodos de un mes. Como
la información sobre la dosis se recibe un tiempo después de recibida la
exposición, son útiles especialmente para llevar el historial de exposición del
personal. Sólo se pueden usar una vez. No se pueden medir con confianza dosis
menores a 20 mRem [miliREM].
Otro tipo de dosímetro personal que suele
usarse es la cámara de ionización de
bolsillo. Estos son dispositivos del tamaño
de un lapicero que contienen una
pequeña cámara de ionización en la que
el ánodo tiene una sección fija y una
móvil, que es una fibra de cuarzo
metalizada. Antes de usarse se conecta
momentáneamente a un cargador, en el
que se le aplica un voltaje, y la fibra se
separa de la parte fija por repulsión
electrostática, quedando lista la cámara
para ser usada. Luego, cada vez que le
llega una radiación que produce
ionización, los electrones que llegan al
ánodo lo van descargando y la fibra se
acerca nuevamente a la parte fija. El desplazamiento de la fibra depende de la
exposición, y se puede observar directamente con una lente en el otro extremo del
dosímetro. Se ve la fibra sobre una escala calibrada en unidades de exposición; la
escala que se usa más frecuentemente va de cero a 200 mR.
Las cámaras de ionización de bolsillo tienen la ventaja de que se puede tener la
lectura de la exposición inmediatamente después de recibirla. En cambio, no son

24. de registro permanente. Su costo es más alto que el de las películas fotográficas,
pero se pueden usar repetidas veces. Son sensibles a golpes y otros maltratos.
Los dosímetros termoluminiscentes son substancias, como el fluoruro de litio (LiF)
o el fluoruro de calcio (CaF2), que al recibir radiación muchos de los electrones
producidos quedan atrapados en niveles de energía de larga vida, generalmente
debidos a defectos en la red cristalina. Cuando posteriormente son calentados
estos cristales, los electrones atrapados vuelven a caer a sus estados originales,
al mismo tiempo emitiendo luz (de allí el nombre de termoluminiscencia). La
cantidad de luz emitida es proporcional a la dosis acumulada desde la última vez
que se calentó. Se mide con un fotomultiplicador.
Se denomina feeding a la descarga del TLD sin ser calentado. A mayor
temperatura, mayor feeding.
Estos dosímetros son de costo moderado, resistentes y pueden ser usados varias
veces. Son más precisos que los de placa fotográfica, pero se requiere de un
equipo especial para efectuar las lecturas, las cuales no son inmediatas.
Los dosímetros personales, como los otros detectores, tienen limitaciones en
cuanto al tipo de radiación y la energía a que son sensibles. Su sensibilidad es
función de los mismos parámetros mencionados para los detectores en general, y
deben ser calibrados junto con los sistemas que dan las lecturas.
Dosimetría de área:
La disimetría de área mide, analiza y controla las dosis de radiaciones ionizantes

25. en las distintas áreas donde se utilizan los equipos o en donde se encuentran
materiales radiactivos.
Las medidas a vigilar son la Dosis Absorbida y la Tasa de Dosis Absorbida, ésta
vigilancia puede ser de rutina en el puesto de trabajo, operacional (dando la
información de la dosis en un procedimiento especial y estimando el riesgo
radiológico) o especial, que se realiza cuando existe sospecha de irradiación que
no es habitual.
Los equipos de vigilancia pueden ser fijos o portátiles. Los equipos fijos se colocan
en almacenes de materiales radiactivos, en accesos a zonas controladas, etc.
Deben estar dotados con un sistema de alarma que se activara en caso de
superar una dosis determinada. Habitualmente están conectador a un ordenador
central que registra toda la actividad.
Para detectar la radioactividad personal se instalan detectores en las manos o en
los zapatos, en las zonas que exista riesgo de contaminación, estos contadores
son del tipo geiger muller ya que registran la radiación beta y gamma.
Se asocian a una bomba que aspira aire. Los equipos portátiles deben utilizarse
según determinados criterios y antes se debe trazar un plan para su uso, el
servicio de protección radiológica debe disponer de él.
Exposición (el roentgen)
La exposición es una medida de la ionización producida por una radiación; su
unidad es el Roentgen. Un Roentgen (R) es la exposición (X o gamma)
recibida por un kilogramo de aire en condiciones estándar de presión y
temperatura (CSPT) si se produce un número de pares de iones equivalente
a 2.58 x10- 4
Coulombs. Como la carga de un ion es1.602 x 10-19
Coulombs,
esto equivale a que se produzcan 1.61 x 1015
pares de iones/ kilogramo de
aire. En resumen,
1 R2.58 X 10-4
Coulombs/ kg de aire en CSPT,
1 R1.61 X 10
15
pares de iones/ kg de aire en CSPT.
Esta definición es totalmente equivalente a la antigua, en que se tomaba
0.001293 gramos (1 cm³ de aire en vez de un kilogramo, y una unidad
electrostática de carga en vez de un Coulomb.
Del número de iones producidos en aire por un Roentgen se puede calcular la
energía empleada, si se recuerda que la energía necesaria para cada
ionización del aire es de 34 eV, equivalente a 5.4 x10 -18
joules (J). Resulta
ser:
1 R  0.00869 J/ kg de aire.

26. Como en tejido la energía de ionización es diferente que en aire,
1 R 0.0096 J/ kg de tejido.
Dosis absorbida (el gray y el rad)
En vista de que el Roentgen deposita diferentes cantidades de energía según
el material que recibe la exposición, resulta más cómodo definir un nuevo
concepto, la dosis absorbida (D), como la energía depositada por unidad de
masa, independientemente de qué material se trate.
En el S.I. la unidad de dosis absorbida es el Gray (Gy), definido como sigue:
1 Gy = 1 J/ kg.
La unidad antigua de dosis absorbida es el rad, definido como:
1 rad = 0.01 J/ kg.
Como se puede ver: 1 rad = 0.01 Gy = 1 cGy. Nótese también que un
Roentgen deposita en tejido una dosis de 0.96 rad, casi un rad, por lo que con
frecuencia estas dos unidades se confunden.
Dosis equivalente (el Sievert y el Rem)
Aunque todas las radiaciones ionizantes son capaces de producir efectos
biológicos similares, una cierta dosis absorbida puede producir efectos de
magnitudes distintas, según el tipo de radiación de que se trate. Esta
diferencia de comportamiento ha llevado a definir una cantidad llamada factor
de calidad (Q) para cada tipo de radiación.
Se seleccionó arbitrariamente Q = 1 para rayos X y gamma, y para las otras
radiaciones los valores dados en el cuadro 4. El factor de calidad es una
medida de los efectos biológicos producidos por las distintas radiaciones,
comparados con los producidos por los rayos X y gamma, para una dosis
absorbida dada. Así, por ejemplo, un Gray de partículas alfa produce efectos
biológicos 20 veces más severos que un Gray de rayos X (según los valores
del cuadro 4). El factor de calidad Q depende de la densidad de ionización de
las diferentes radiaciones. La dosis equivalente es un nuevo concepto que se
definió tomando en cuenta el factor de calidad. Es igual a la dosis absorbida
multiplicada por el factor de calidad. La unidad de dosis equivalente en el S.I.
es el Sievert (Sv), definido como:
1 SV= 1 G x Q.
La unidad antigua es el rem, con 1 rem = 1 rad x Q. Nótese que 1 rem = 0.01
Sv = 1 cSv.

27. CUADRO. Factores de calidad
Tipo de radiación Q
Rayos X,  1
Electrones 1
Neutrones térmicos 2.3
Neutrones rápidos 10
Protones 10
Partículas  20
Múltiplos y submúltiplos
Es común usar los prefijos conocidos, c (centi = 10-2
), m (mili = l0-
3
), m (micro = 10-6
), k (kilo = 103
), y M (mega = 106
) para indicar múltiplos o
submúltiplos de las unidades de radiación. Algunas conversiones útiles son:
1 Ci = 3.7 X 1010
Bq = 3.7 X 104
MBq
1 mCi = 3.7 X l07
Bq = 3.7 X 101
MBq =37 MBq
1 Gy = l00 rad
1 cGy = 1 rad
1 Sv = l00 rem
1 mSv = 0.1 rem
1 Sv = 0.1 mrem
CUADRO. Resumen de unidades
Concepto Proceso físico S.I. Unidades antiguas
Actividad Desintegración nuclear Bq Ci
Exposición Ionización del aire R R
Dosis absorbida Energía depositada Gy rad
Dosis equivalente Efecto Biológico Sv rem
El cuadro muestra un resumen de las unidades de radiación que se han definido.

28. Bibliografía
- Que es la radiación:
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/buenos_aires/radiacion/tipos.htm
[Consultado el 22 de abril de 2012].
- Desintegración beta:
http://es.wikipedia.org/wiki/Desintegraci%C3%B3n_beta [Consultado el 22
de abril de 2012].
- Unidades que se usan en la seguridad radiológica. [Consultado el 22 de
abril de 2012].
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/094/htm/s
ec_7.htm