orígenes y fuentes de las radiaciones ionizantes

Seguridad y Proteccin Radiolgica 2014 Dr. Carlos Ubeda de la Cerda

Clase N2

FUENTES DE RADIACIN

INTRODUCCION

El gran desarrollo tecnolgico que caracteriza el siglo XX ha significado que la sociedad actual se plantee un sin nmero de problemas nuevos.

Es as, como en contrapartida al alto grado de bienestar y progreso que tales avances implican se han introducido en el medio ambiente del hombre ciertos elementos de riesgo, contra los cuales es preciso crear los correspondientes sistemas de proteccin y/o vigilancia. En particular, el uso de la energa nuclear en sus diversas reas de accin, que pueden dar lugar a una contaminacin radiactiva.

Previo a las consideraciones y evaluaciones de la necesidad de un monitoreo radiolgico ambiental y definicin de sus objetivos, es necesario tener presente algunos aspectos que parecen apropiados en relacin al tema y en especfico al uso de la energa nuclear y que son valederos en todo aquello que tiene que ver con la Radiactividad Ambiental.

El conocimiento y la actitud social ante el problema nuclear est marcado por la bomba atmica que presidi su nacimiento.

Esto hace que la percepcin del riesgo del uso pacfico de la energa nuclear, sea extremadamente mayor de lo que realmente es. Por otra parte, cuando se consideran los beneficios del amplio uso civilizado de esta energa, los riesgos debido a la posible radiactividad ambiental asociada, son minsculos.

El ser capaz de explicar que en la naturaleza existe un fondo radiactivo natural, ayudara a introducir un importante factor de racionalidad con respecto al riesgo real que involucran las radiaciones ionizantes.

El objetivo ltimo de cualquier sistema de proteccin contra las radiaciones ionizantes, es evitar la exposicin innecesaria de los seres vivos, para lo cual es preciso el conocimiento de los niveles existentes en el ambiente y las dosis de radiacin a que pueden estar sometidas. Dentro de esta rea, la rama denominada Radiactividad Ambiental, se ocupa de la determinacin de los niveles existentes en los distintos componentes del medio ambiente independiente de su origen (natural y/o artificial).

RADIACION Y VIDA

Cualquiera forma de vida en la Tierra est inevitablemente asociada con exposicin a la radiacin del medio ambiente proveniente de diversos orgenes. Algunas tienen su


origen en la naturaleza y otras son artificiales o antropognicas (creadas por el hombre), en cuanto son el resultado de acciones humanas.

RADIACION IONIZANTE NATURAL

La radiacin intervino en la gran explosin ("big-bang") que, segn se cree dio origen al universo hace unos 20.000 millones de aos. Desde entonces se ha dispersado por el cosmos. Los materiales radiactivos se convirtieron en parte integrante de la tierra desde el momento mismo de su formacin. Incluso el hombre es ligeramente radiactivo, ya que todo organismo vivo contiene vestigios de sustancias radiactivas.

Desde el descubrimiento de los rayos-X y la radiactividad natural a fines del siglo XX (Roentgen, Becquerel, Curie), los efectos y usos de estas radiaciones, en el campo de la biologa experimental, medicina, industria, etc., han estado bajo constante estudio. Sin embargo, la naturaleza puede haber anticipado al hombre en miles de millones de aos en las aplicaciones experimentales de la radiacin a los seres vivos. La extensin en la cual la radiacin natural del medio ambiente ha jugado un rol en la evolucin y desarrollo de la vida sobre la tierra, puede no ser nunca completamente comprendida, pero que esta radiacin tuvo una participacin, difcilmente puede ser puesta en duda a la luz de los conceptos modernos acerca de las propiedades mutagnicas de los niveles bajos de radiacin.

RADIACION DE FONDO O BACKGROUND


Debido a que toda la vida en nuestro planeta se ha desarrollado y evidentemente florecido en este medio ambiente radiactivo, es til poder cuantificar estos niveles naturales de radiactividad. Algn grado de exposicin a la radiacin natural es inevitable y algunos de los elementos que originan esta exposicin son ms o menos invariables, de aqu nace el concepto de radiacin natural de fondo background. Esta exposicin a la radiacin puede estar afectada por factores de localidad, nutricionales, ocupacionales, etc., y las dosis resultantes pueden ser afectadas por la anatoma y fisiologa de las personas as expuestas.

Es importante cuantificar esta radiacin natural, no slo para conocer los niveles de fondo, sino que ellos deben ser conocidos antes de tratar de detectar y medir los incrementos antropognicos. Por otra parte, esta radiacin de fondo natural, nos indica niveles que pueden ser mirados como aceptables.

De hecho como el aire que respiramos no hay otra alternativa conocida que considerar en este planeta.

ORIGENES Y FUENTES DE RADIACION NATURAL

Se han encontrado alrededor de 340 nucleidos en la naturaleza de los cuales alrededor de 70 son radiactivos (Radioneucleidos o Radioistopos), principalmente entre los elementos pesados. Todos los elementos que tienen un nmero atmico (Z) mayor que 80 poseen istopos radiactivos, y todos los istopos de elementos de Z son mayor que 83 son radiactivos.

La evaluacin y conocimiento de las dosis de radiacin que el ser humano recibe de las diferentes fuentes naturales tiene particular importancia debido a que esta radiacin natural aporta la mxima contribucin a la dosis de la poblacin.

Existen tres fuentes naturales de exposicin a la radiacin:

Radiacin Csmica Radionucledos Cosmognicos Radionucledos Primordiales

RADIACION COSMICA

El espacio est siendo permanentemente bombardeado por radiaciones ionizantes, que corresponden a diferentes partculas cargadas de diversos orgenes y energas.

Esta radiacin puede a su vez clasificarse de acuerdo a su origen en radiacin de captura geomagntica, radiacin csmica galctica y radiacin csmica solar.

La radiacin de captura geomagntica est constituida principalmente por electrones y protones mantenidos en rbita alrededor de la tierra por su campo magntico. Se encuentra ubicada en dos zonas o "cinturones", uno dentro y otro fuera de 2.8 radios terrestres en el Ecuador, con mayor intensidad y energa en la zona exterior. Existen apreciables variaciones temporales en intensidad y las energas pueden alcanzar


varios MeV. Los protones de captura son ms importantes que los electrones en misiones tripuladas en rbitas cercanas a la tierra (energas de unos pocos cientos de MeV). Los electrones de captura son ms significativos para la exposicin terrestre.

Los rayos csmicos galcticos se originan fuera del sistema solar, sus fuentes y procesos no estn claramente comprendidos. Se cree que son producidos y acelerados como consecuencia de llamaradas estelares, explosiones de supernovas, aceleraciones pulsares o explosiones de ncleos galcticos. Sin embargo, no existe una teora aceptada de su generacin y aceleracin. En nuestra galaxia tienen un tiempo medio de residencia de 200 millones de aos, siendo contenidos por el campo magntico interestelar. Sus energas estn comprendidas en 102 y 105 MeV, pudiendo alcanzar hasta los 1014 MeV. Esta radiacin de alta energa, principalmente protones, entra al sistema solar y parte de ella alcanza la superficie terrestre y es denominada Rayos Csmicos Primarios o Radiacin Csmica Galctica Primaria. Cuando esta radiacin ingresa a la atmsfera terrestre interacta con ncleos de tomos presente en ella, originando otras partculas subatmicas, principalmente protones y neutrones y en menor cantidad electrones, mesones, fotones, etc. Se le denomina Radiacin Csmica Secundaria. De esta manera se produce un efecto cascada o multiplicativo. Un evento primario puede dar lugar a tantos como 108 eventos secundarios.

Existe un componente adicional que se conoce como Radiacin Csmica Primaria Solar, que se origina en perodos de gran actividad solar (una o dos veces en ciclos de 11 aos), principalmente protones de baja energa (10 MeV) y partculas alfa. Sin embargo, estas partculas tienen energas relativamente bajas y no suelen causar aumentos significativos en la dosis de radiacin en la superficie terrestre.

La radiacin csmica primaria y secundaria alcanza la superficie de la tierra dando lugar a dosis de radiacin mediante irradiacin externa. Es la mayor fuente de dosis por exposicin externa a los seres vivos.

RADIONUCLEIDOS COSMOGENICOS

La interaccin entre ncleos de tomos estables, presentes en la atmsfera y corteza terrestre y las partculas subatmicas (principalmente protones y neutrones) de la radiacin csmica secundaria originan cambios nucleares (transmutacin nuclear). Como resultado de estas reacciones se estn produciendo continuamente radionucledos en el medio natural terrestre. Y se les conoce como Radionucledos Cosmognicos.

Una gran cantidad de radionucledos cosmognicos se producen en la estratsfera y capas superiores de la atmsfera, por interaccin de la radiacin csmica con los ncleos de los tomos estables presentes en el aire. Slo cuatro radionucledos cosmognicos (3H, 14C, Be y 22Na) son de importancia desde el punto de vista de la dosis anual por irradiacin interna, dando lugar a dosis en un rango de 5 a 25 m Sv a los rganos y tejidos de inters. Las dosis efectivas anuales se han estimado en 0.01 m Sv para Tritio (3H). 3 m Sv para Berilio-7 (Be), 12 m Sv para Carbono-14 (14C) y 0.2 m Sv para Sodio-22 (22Na).


Debido a la relativa homogeneidad del flujo de la radiacin csmica sobre la superficie de la tierra, la variacin de la dosis anual por radionucledos cosmognicos tiende a ser baja.

De un modo general una transmutacin nuclear puede representarse como sigue:

Un ejemplo de esta reaccin es la formacin de Carbono-14 (C-14) radiactivo a partir de Nitrgeno-14 (estable) presente en la atmsfera.

N-14 + Neutrn C-14 + Protn

RADIONUCLEIDOS COSMOGENICOS

RADIONUCLEIDO SEMIPERIODO CONCENTRACION TROPOSFERICA

Bq/Kg-AIRE

RADIACION PRINCIPAL Y ENERGIA (MeV)

3H 12 a 1.2 x 10-3 b -:0.0186

7Be 53 d 1x10-2 b -:0.477

10Be 1,6x10-6 a 1.2.x10-9 b -:0.555

14C 5730 a 1.3x10-1 b -:0.156

22Na 2.6 a 1.1 x 10-6 b +:0.545 g :1.28

22Na 15.0 h --- b -:1.4 g :1.37, 2.75

32P 14 d 2.3 x 10-4 b -:1.71

33P 24 d 1.3x10-4 b -:0.246

35S 88 d 1.3 x 10-4 b -:0.167

36Ci 31.105 a 2.5 x 10-10 b -:0.71

38S 2.87 h ---- b -:1.1 g :1.88

38Ci 37 m --- b -:4.91 g :1.60, 2.17

39Ci 55 m ---- b -:1.91 g :0.25,1.27,1.52

a: ao d: da h: hora

Slo cuatro de estos radionucleidos cosmognicos son significativos como fuente de exposicin a las radiaciones en los seres vivos: T ritio (3H); Berilio-7 (7Be); Carbono 14 (14C) y Sodio 22 (22Na).

Su aporte a la dosis de radiacin es principalmente, por exposicin interna.

RADIONUCLEIDOS PRIMORDIALES DE ORIGEN TERRESTRE


Se conocen con este nombre a aquellos radionucledos que han estado presente en la corteza terrestre y sus aguas desde la formacin del planeta. Se dividen en dos clases:

a. Radionucledos primordiales singulares, es decir, sufren una sola etapa de decaimiento para dar un nucledo estable. (Tabla 3).

Ej: K-40 Ca-40 + radiacin

Padre Radiactivo Hija estable

De ellos slo Potasio-40 (K-40) y Rubidio-87 (Rb-87) contribuyen significativamente a las dosis de radiacin a los seres vivos.

b. Radionucledos primordiales que forman parte de series o cadenas de desintegracin radiactiva

Existen tres series de desintegracin radiactivas:

1. Serie del Uranio:

Se origina con U-238 y termina con Pb-206 estable.

2. Serie del Torio:

Se origina con Th-232 y termina con Pb-208 estable

3. Serie del Actinio:

Se origina con U-235 y termina con Pb-207 estable.

Se sabe que existi en pocas pretritas una cuarta familia, la serie del Neptunio, que la originaba Plutonio-241 (241Pu vida media: 14 aos). Debido a la relativamente corta vida media de sus miembros, estos desaparecieron. El nico miembro sobreviviente de esta serie es el Bi-209 (Vida media = 2 . 1018 aos).

Estas tres familias radiactivas dan cuenta de la mayor parte de la radiacin natural de fondo a la cual estn expuestos los seres vivos. De estas series, la del Actinio no contribuye significativamente.

CARACTERISTICAS DE LOS PRINCIPALES RADIONUCLEIDOS PRIMORDIALES

Potasio-40

El Potasio es un elemento esencial que se encuentra bajo un cerrado control homeosttico en el cuerpo. La concentracin de masa promedio para un adulto macho es de aproximadamente 2 gramos de Potasio por Kg. de peso corporal. La


razn isotpica (o abundancia isotpica) del 40K es 1.18 . 10-4 y el promedio de actividad por concentracin de masa de 40K en el cuerpo es aproximadamente 60 Bq/Kg de peso corporal. Se ha usado la distribucin de Potasio en los diferentes tejidos y rganos para determinar la concentracin de Potasio-40 en ellos y las correspondientes velocidades de dosis absorbidas. La ms alta dosis absorbida anual (270 m Gy) es en la mdula sea roja y la ms baja en la tiroides (100 m Gy). La dosis efectiva anual se estima en 180 m Sv va irradiacin interna y 150 m Sv va irradiacin externa (Tabla 4). La variacin de la concentracin de Potasio relativamente libre en el tejido adiposo, refleja la cantidad que est presente en la masa corporal a diferentes edades: se ha encontrado que est en un rango entre 1 y 2.5 gramos de Potasio por kilo de masa corporal.

Por este radionucledo emisor b y g contribuye a la dosis, tanto por irradiacin externa como interna.

Rubidio-87

Se conoce poco del comportamiento del Rubidio en el medio ambiente. Algunas pocas medidas en alimentos y personas parecen indicar que el cuerpo humano retiene el Rubidio en forma semejante al Potasio. De la concentracin de la masa del Rubidio reportado por la Comision Internacional de Proteccin Radiolgica CIPR, se estima que la actividad por concentracin de masa promedio de 8Rb en el cuerpo es de 8.5 Bg/Kg masa-corporal. La distribucin asumida de Rubidio-87, en diferentes rganos y tejidos, se ha usado para calcular su velocidad de dosis absorbida. Las clulas seas externas reciben la dosis anual ms alta (14 m Gy) y la tiroides la ms baja (3 m Gy). La dosis efectiva anual se ha estimado en aproximadamente 6 m Sv. Su contribucin a la dosis es va interna (Tabla 4).

RADIONUCLEIDOS PRIMORDIALES SINGULARES DE ORIGEN TERRESTRE

RADIONUCLEIDO ABUNDANCIA

%

SEMIPERIODO RADIACION PRINCIPAL Y ENERGIA

(MeV)

40 K 0.012 1.26 x 109 b -:1.33 g :1.46

50V 0.25 6 x 1015 b -:0.78 g :1.55

87Rb 27.9 4.8 x 1010 b -:0.28

115In 95.8 6.0 x 1014 b -:0.48

123Te 0.87 1.2 x 1013

142La 0.089 1.12 x 104 b -:0.21 g :0.81,1.43

142Ce 11.07 >5 x 1016 a

144Nd 23.9 2.4 x 1015 a 1.83


147Sm 15.1 1.05 x 1011 a 2.23

148 Sm 11.27 > 2 x 1014 a

149Sm 13.82 >1 x1015 a

152Gd 0.20 1.1 x1014 a 2.1

156Dy 0.062 >1 x 1018

174Hf 0.163 2 x 1015 a 2.5

176Lu 2.6 2.2 x 1010 b -:0.43 g :0.089,0203, 0300

180Ta 0.012 >1 x 1012

SERIE DEL URANIO-238

El Uranio-238 es el padre de una serie de 14 nucledos principales (Figura 3). Para estudiarlos se puede dividir en cinco subseries en las cuales la actividad del precursor controla en gran medida las actividades de los productos de decaimiento.

I Subserie: Uranio-238 (238U, 234Th, 234mPa y 234U)

En la atmsfera, la principal fuente de Uranio, como la de cualquier otro precursor de alguno de los istopos del Radn, es probablemente la resuspensin de partculas del suelo. Considerando una carga de polvo de alrededor de 50 m g/m3 en aire superficial en reas pobladas y asumiendo una actividad, por concentracin de masa de 25 Bq/Kg, tanto en polvo atmosfrico como en suelo, se ha estimado la concentracin en aire superficial en aproximadamente 1,2 m Bq/m3. La incorporacin anual por inhalacin en adultos es aproximadamente 0.01 Bq. Este resultado es aplicable a todos los otros radionucledos de las series del Uranio-238 y del Torio-232 que son precursores de Radn-222 y Radn-220 gaseosos.

La incorporacin anual por la dieta, de U-238 se ha encontrado que es aproximadamente 5 Bq en reas de actividad natural normal (basado en datos de Japn, Reino Unido, EE.UU.). La contribucin por agua potable a la incorporacin total por ingestin varia ampliamente. La dosis efectiva anual para la subserie del Uranio-238 se ha estimado en 5 m Sv.

II Subserie: Torio-230

La incorporacin de actividad de Torio-230 por inhalacin, estimada de la misma manera que para el Uranio-238, es 0.01 Bq/ao aproximadamente. Existe poca informacin de la incorporacin de este radionucledo a travs de los alimentos: pero si es ingerido, el aporte de actividad debiera ser despreciable comparado con el contenido de 230Th en el organismo, debido a la baja absorcin de l a travs del tramo gastrointestinal.


El Torio es un elemento ostefilo que tiene un largo perodo de residencia en el esqueleto y el que se supone que permanece en la superficie de los huesos. La dosis efectiva anual estimada, para los seres vivos, en reas de radiactividad natural norma, es 7 m Sv (Tabla 4).

III Subserie: Radio-226

En la trayectoria de inhalacin, se ha supuesto, al igual que en el caso del Uranio y del Torio, que la principal fuente natural de radio en el aire a nivel del suelo es la resuspensin de partculas: esto corresponde a una incorporacin de actividad calculada en 0.01 Bq/ao, aproximadamente.

Los alimentos son la fuente principal de incorporacin de radio y de retencin en la sangre: mucho ms importante que la inhalacin. La incorporacin media anual de Radio-226 con la dieta, en zonas con radiacin natural de fondo normal es del orden de 15 Bq, siendo por lo general pequea la aportacin del agua potable cuando esta procede de masas de aguas superficiales; sin embargo, en fuentes de agua de pozo, que en muchos pases suministran a gran parte de la poblacin, la concentracin de Ra-226 vara ampliamente y, niveles superiores a 200 Bq/m3 no son inusuales.

La concentracin en aguas minerales envasadas, en pases europeos, alcanza niveles superiores a 1800 Bq/m3 en Italia, Francia, Austria y la Repblica Federal de Alemania respectivamente. En los Estados Unidos la media geomtrica informada de la concentracin de Radio 226 en suministros pblico de agua es de 22 Bq/m3. Si se asume un consumo de agua de 0.5 litros diarios, esto nos lleva a una incorporacin anual de 4 Bq.

Cuando el Radio se incorpora al organismo, su comportamiento metablico es parecido al del Calcio, depositndose una fraccin considerable en los huesos. Estos contienen ms del 70% del Radio del organismo y la fraccin restante se distribuye de una manera aproximadamente uniforme en el tejido suave. La dosis efectiva anual en reas de fondo natural normal, resultante de la incorporacin de Radio.226, es aproximadamente 7 m Sv.

Dos zonas pobladas bien conocidas cuyos suelos contienen alta radiacin natural, se encuentra en la costa de Kerala (India) y en la regin de Arax-Tapira (Brasil). La concentracin de Ra-226 es mayor en las hojas y races de los vegetales, que en las frutas y vegetales de frutas. La incorporacin anual de Radio-226 por poblaciones que viven en reas de alto fondo se ha estimado en aproximadamente 200 Bq. La dosis efectiva anual resultante en estos casos vara entre 65 y 250 m Sv.

IV Subserie: Radn-222 y sus productos de decaimiento de vida media corta: (218Po, 214Pb, 214Bi, 214Po).

El Radn-222 es un gas radiactivo con una corta vida medio. Rocas, suelos y numerosos otros materiales (por ejemplo materiales de construccin) contienen Radio-226 y liberan Radn-222 al aire, donde, debido a su decaimiento radiactivo da origen a sus hijas slidas. Se han efectuado muchas medidas de la actividad del


Radn-222 descargada al aire desde la corteza terrestre (no cubierta por los hielos eternos) y de los ocanos. La liberacin sobre los ocanos es aproximadamente 1% de aquella sobre la corteza terrestre. La actividad total de Radn-22 descargada al aires es aproximadamente 6.3 1019 becquerel por ao.

A medida que el gas Radn-222 decae en el aire, sus hijas radiactivas se adhieren a los aerosoles presentes. La vida media de las sucesivas hijas productos (218Pb. 214Pb. 214Bi. 214Po) son suficientemente cortas para que ellas alcancen un equilibrio radiactivo con el Radn-222 en el aire. Como resultado de este equilibrio y con una descarga anual de 6.3 x 1019 becquerel de Radn-222 al aire, desde los ocanos y la corteza terrestre, se introduce al aire superficial, anualmente, una actividad total aproximada de 1.9 x 1020 Bq por los 3 emisores alfa (Radn-222, Polonio-218 y Polonio-214) y una actividad total de alrededor de 1.3 x 1020 Bq originada por los dos emisores Beta (Plomo-214 y Bismuto-214).

La dosis efectiva promedio se ha estimado en 70 m Sv para exposiciones al aire libre y en 1000 m Sv para exposiciones al interior de las viviendas, aunque estos valores pueden variar ampliamente de estacin a estacin y de lugar en lugar.

Estos radionucledos adheridos a los aerosoles son inhalados y dan como resultado una exposicin interna al tejido pulmonar. Sin embargo al estimar las dosis a las personas, por esta subserie, es necesario tomar en cuenta la mayor concentracin de ellos al interior de las viviendas, donde la poblacin permanece considerable parte de su tiempo. La mayor concentracin al interior de los edificios, se debe a que el aire est confinado y no es inusual que estas concentraciones al interior sean hasta 10 veces mayores que al aire libre.

La concentracin del Radn-222 y sus hijas producto de vida media corta, se vern claramente influenciada por la efectividad de la ventilacin al interior de los edificios. Es de hace notar, que aquellos sistemas que funcionan en circuito cerrado, no ventilan eficientemente los edificios, y por esto se mantienen altas concentraciones de estos radionucledos en el interior.

V Subserie: Radn-222 y sus productos de deaimiento de vida media larga (210Pb, 210Bi, 210Po).

La exhalacin de los constituyentes del suelo es la principal fuente de Plomo-210 en la atmsfera. En relacin al Polonio-210, los escapes volcnicos se han estimado tan importantes como la exhalacin del Radn-222. S se asume que la concentracin en aire de estos radionucledos, es la misma al aire libre que al interior de las viviendas, la incorporacin anual por inhalacin para no fumadores se ha estimado en 4 Bq y 0.3 Bq debido a Plomo-210 y Polonio-210, respectivamente. El fumar conduce a un incremento en la incorporacin de estos radionucledos. Un cigarrillo contiene aproximadamente 20 mBq de Plomo-210 y 15 mBq de Polonio-210 y ambos radionucledos son voltiles a la temperatura de quemado del tabaco. Alrededor del 10% del Plomo-210 y 20% del Plomo-210 contenido en un cigarrillo entrar a los pulmones con la principal bocanada de humo. Por esto, para una persona que fuma


20 cigarrillos en un da, se ha estimado la incorporacin anual, en 15 Bq por Plomo-210 y 20 Bq por Polonio-210).

En razn a la corta vida media del Bi-210 (5.01 das), su incorporacin de actividad no es de importancia y se puede asumir que se encuentra en equilibrio radiactivo con el Plomo-210 en el tejido corporal. La dosis absorbida del Bismuto-210 surge principalmente de la incorporacin de Plomo-210 y no de la incorporacin propia del Bismuto-210.

El consumo de alimentos, es usualmente, la va ms importante por la cual el 210Pb y el 210Po se incorporan a los organismos vivos. Las concentraciones de estos radionucledos son esencialmente bajas en carnes y leche, intermedias en cereales y vegetales y relativamente altas en organismos acuticos.

El Plomo es un elemento ostefilo y tiene un tiempo largo de residencia en el esqueleto. La actividad en esqueleto es de aproximadamente 15 y 12 Bq para Plomo-210 y Polonio-210, respectivamente.

Un buen documentado caso de incorporacin de actividad elevada, es el de las decenas de miles de individuos que viven en las regiones rticas y subrticas, y cuya alimentacin es en base a carne de carib o reno. Estas carnes contienen concentraciones inusualmente altas de Polonio-210, debido a que en invierno estos animales se alimentan de liquenes, los cuales concentran Plomo-210 y Polonio-210. La incorporacin anual de estos radionucledos, por dichas comunidades puede ser alrededor de 140 Bq y 1400 Bq por Plomo-210 y Polonio-210 respectivamente.

La dosis efectiva anual por la incorporacin total de 210Pb, 210Bi y 210Po es aproximadamente 120 m Sv (Tabla 4). Las dosis correspondientes para personas que se alimenten de carne de reno o carib, debiera ser 10 veces mayor.

SERIE DEL TORIO-232

El Torio-232 encabeza una serie de 11 radionucledos. Las series de 232Th y 238U exhiben marcadas semejanzas: incluyen istopos de los mismos elementos (Radio, Radn, Plomo, Bismuto, Polonio) y contienen una gran proporcin de emisores alfa. La diferencia principal consiste en que el 232Th es el nico radionucledo de su serie que tiene un perodo de semidesintegracin muy largo (1.41 1040 a).

Se ha dividido esta serie en tres sub-series: a) El 232Th propiamente dicho b) 228Ra 224Ra y c) 220Rn 208Pb.

I Sub-serie: Torio-232

La actividad principal por concentracin de masa de Torio-232 en suelo, se estima en 25 Bq/Kg. Al igual que la del Uranio-238 y su producto de decaimiento Torio-230.

La incorporacin anual por inhalacin se estima en 0.01 Bq y de estudios recientes (EE.UU.), se ha estimado la incorporacin anual por ingestin en 2 Bq. El contenido


corporal de Torio-232 es aproximadamente 80 m Bq, 60% del cual se encuentra en el esqueleto. La dosis efectiva anual se estima en 3 m Sv.

II Sub-serie: Radio-228 (228Ra, 228Ac, 228Th, 224Ra)

El Radio es mucho ms accesible a las plantas y animales que el 232Th por lo cual, las concentraciones de actividad de 228Ra en el ser humano, se deben principalmente a la incorporacin con la dieta y no a la desintegracin de 232Th en el organismo. Por lo tanto, se puede considerar que el Radio-228 (1.9 a) y el Radio-224 (3.6 d), por su calidad de emisores alfa, son los que aportan la contribucin ms importante a la dosis.

La incorporacin anual en actividad por inhalacin se ha estimado en 0.01 Bq, mientras que por ingestin de alimentos es considerablemente mayor, alrededor de 15 Bq en reas de fondo normal de radiacin y aproximadamente 2000 Bq en reas de elevada radiacin natural de fondo, como sucede a lo largo de la costa de Kerala (India) y en Arax-Tapira (Brasil), donde se ha observado ingestin de Radio-228 a una tasa entre 700 y 3000 Bq/ao.

Se ha estimado en 50 m Bq/Kg el promedio de actividad por concentracin de masa de 228Ra en hueso (peso seco) y en tejido blando (peso hmedo) en el cuerpo humano. Aproximadamente, el 80% del contenido corporal de 228Th se encuentra en el sistema seo (300 m Bq).

La dosis efectiva anual para esta subserie se ha encontrado que es aproximadamente 13 m Sv.

III Subserie: Radn-220 y sus productos de decaimiento (216Po, 212Pb, 212Bi, 212Po, 208TI).

Al igual que ocurre con el 222Rn, la inhalacin es la principal trayectoria de exposicin del 220Rn (tambin conocido como Torn) y a sus productos de decaimiento de vida media corta.

Las concentraciones del Torn a nivel de suelo en aire se encuentran en el rango de 2 a 10 Bq/m3.

La velocidad de intercambio del aire al interior de las viviendas es mucho menor que la constante de decaimiento del Torn 8vida media: 55,6 segundos), de modo que la concentracin de Torn en aire interior es relativamente insensible al valor de la velocidad de ventilacin. Por esto, la velocidad de concentracin de Torn al interior de las viviendas, est determinada principalmente por la velocidad de exhalacin del suelo y de los materiales de construccin.

Debido a las diferentes condiciones domsticas en las regiones ecuatoriales, las concentraciones al interior de las viviendas de los productos de decaimiento del Torn sern menores que en las regiones templadas.


El Torn inhalado, como gas noble, est constantemente presente en el volumen de aire en los pulmones a la concentracin del aire inhalado: por lo tanto, es parcialmente disuelto en tejido pulmonar. Sin embargo, aunque su vida media es corta (55.6 s), se alcanzar la solubilidad en equilibrio en tejido por ser diferente a la de los pulmones. De este modo, el decaimiento del Torn y su producto de vida media muy corta 216Po conduce principalmente a una dosis a los pulmones: el segundo producto de decaimiento formado (212Pb), se transfiere principalmente a las clulas de la sangre, riones y superficie de los huesos. La dosis efectiva anual por inhalacin al aire libre y al interior de las viviendas, se ha estimado en 160 m Sv.

Existen tres istopos naturales del elemento radiactivo Radn: 219Rn (Actinn) proveniente de la serie del Uranio-235, 220Rn (Torn) en la serie del Torio-232 y 222Rn de la serie del Uranio-238. Debido a la baja actividad por concentracin de masa de la serie del Uranio-235 y la corta vida media de su hija Radn-219 (Actinn), esta serie e istopo del radn no son significativos al evaluar las dosis.

El Radn-220 (Torn), a pesar de su corta vida media, es algo ms significativo debido a la apreciable actividad del 232Th en los materiales terrestres. El Radn-222 es predominantemente significativa debido a su vida media relativamente mayor.

En orden de importancia, se encuentran en primer lugar los productos de decaimiento del Radn-222 de vida media corta con un aporte promedio anual de 1100 m Sv. La segunda va ms importante es la irradiacin externa, que aporta alrededor de 800 m Sv, dividida en partes aproximadamente iguales por aportes de radiacin csmica y fuentes terrestres: menos significativa es la ingestin de 40K (180 m Sv). Los otros radionucledos naturales contribuyen poco a la dosis efectiva anual, la que en total se estima en 2.400 m Sv para reas de fondo natural normal de radiacin.

FUENTES ARTIFICIALES

Las principales fuentes artificiales de radiaciones ionizantes se pueden dividir en tres grandes grupos.

Explosiones Nucleares.

Produccin de Potencia Nuclear.

Usos mdicos de la radiacin.

Adems se deben incluir las exposiciones provenientes del incremento artificial de la radiacin natural y la de uso de productos de consumo que contienen sustancias radiactivas, las que denominaremos Fuentes Miscelneas.

Desde hace varias dcadas el hombre ha fabricado fuentes artificiales de radiacin que de hecho o potencialmente pueden dar lugar a dosis de radiacin a los seres vivos. De primaria importancia son los radionucledos artificiales y los rayos-X.


EXPLOSIONES NUCLEARES

Las sustancias radiactivas que se producen despus de una explosin nuclear constituyen la llamada "radiacin residual", constituida por restos del artefacto nuclear e incorporacin del material del medio, formando una masa intensamente luminosa y caliente conocida como "bola de fuego", en la cual toda la materia es vaporizada y que al enfriarse cae lentamente mezclndose con el aire. Explosiones nucleares, de potencias superiores a 1 megatn, tienen suficiente energa para arrastrar esta mezcla a la estrafsfera. En el proceso de enfriamiento, las sustancias naturalmente gaseosas se mezclan con el aire y pueden permanecer largo tiempo en la atmsfera. Aquellos materiales que condensan a temperaturas de la atmsfera, se absorben tomo a tomo o molcula a molcula, sobre los pequeos aerosoles en suspensin en la atmsfera.

Para comprender esto, se debe tener presente que la atmsfera consiste de varias capas sucesivas con propiedades muy diferentes. Entre la superficie terrestre y una altura de 8 a 20 km. (de acuerdo a la latitud y estacin), est la tropsfera en la cual ocurren todos los fenmenos de evaporacin, condensacin y precipitacin de agua o nieve, y donde la temperatura disminuye con la altitud, hacindola en general inestable, de modo que la mezcla vertical ocurre muy rpidamente. Sobre la tropsfera existe la estratsfera, que se puede ubicar entre alturas aproximadas de 8 a 40 km: tiene una temperatura ms o menos constante y casi no contiene vapor de agua, hacindolo verticalmente estable. Entre ambas partes, existe una frontera, que est generalmente bastante definida, conocida como tropopausa, cuya altura puede variar de un da a otro y de una estacin a otra.

PRECIPITACION RADIACTIVA O FALLOUT

La precipitacin radiactiva, se puede dividir en tres formas principales:

a. Precipitacin radiactiva prxima o local: puede comprender hasta 50% de la produccin en el caso de ensayos superficiales e incluye la actividad presente en las partculas grandes de aerosoles que se depositan, esencialmente, por gravedad en un radio de unos 100 km. de la zona de tiro.

b. Precipitacin radiactiva troposfrica o lejana: son aerosoles ms pequeos que no traspasan la tropopausa: son afectadas por los vientos y transportados a grandes distancias y que al condensar en los cristales de hielo de las nubes pueden descender paulatinamente por efecto de la lluvia y nieve (deposicin hmeda o fallout hmedo) y otros pueden alcanzar el suelo y la vegetacin por gravedad (deposicin seca o fallout seco). Los aerosoles del fallout troposfrico, de depositan con un tiempo medio de residencia superior a 30 das. Desde el punto de vista de exposicin a los seres vivos, este fallout es importante para radionucledos con vidas medias entre unos pocos das a dos meses, tales como Iodo-131, Bario-140, Estroncio-89, Rutenio-103, etc.

c. Precipitacin radiactiva o fallout estrafosfrico o mundial. El fallout estratosfrico que comprende el grueso de la produccin se debe a aquellas partculas ms finas que son arrastradas a la estratsfera y posteriormente


dan lugar al fallout global o mundial, la mayor parte del cual permanece en el hemisferio de inyeccin.

Las principales caractersticas de los procesos de mezclas y movimientos de masas de aire en la atmsfera han sido determinados ampliamente por medidas de concentracin de radionucledos. Los aerosoles descienden gravitacionalmente desde las altitudes superiores y se mueven con el movimiento general del aire en las capas inferiores. La difusin de Eddy en la estratsfera inferior y la tropsfera superior causa migraciones irregulares de masas de aire.

La ruta del flujo circular de aire en la tropsfera a altitudes ms bajas se denominan celdas de circulacin de Hadley. Estas celdas aumentan o disminuyen en tamao y en movimientos latitudinales con la estacin del ao. El tiempo medio de residencia de los aerosoles en la estratsfera inferior, es de 3 a 12 meses en las regiones polares y de 8 a 24 meses en las regiones ecuatoriales. La reentrada a la tropsfera es el resultado de complejos procesos de dinmica atmosfrica, cuyo efecto es transferir masas de aire intermitentemente, desde la estratsfera a la tropsfera. Tales transferencias ocurren ms rpidamente en el tiempo local de primavera y en las cercanas de las latitudes 40 N 35 S.

Debido a que los movimientos meridionales en las regiones ecuatoriales son muy leves, los aerosoles troposfricos producidos en un hemisferio en las latitudes medias o altas, o inyectadas a ella desde la estratsfera, slo muy excepcionalmente pasan al otro hemisferio como si existiera un tipo de "barrera ecuatorial".

Una explosin nuclear produce ms de 200 productos de fisin y decenas de productos de activacin, los cuales estn lejos de ser todos iguales en importancia. Sus semiperiodos caractersiticos y sus diferentes concentraciones de actividad producidas por un lado y por otra parte la variabilidad de procesos atmosfricos de dispersin, inyeccin de aire estratosfrico en la tropsfera, precipitacin en el suelo y variabilidad de procesos de ingestin dan como resultados una gran diversidad de dosis recibida por los seres vivos.

En el estudio de las mezclas de radionucleidos producidos en estas detonaciones, se ha determinado que existe un cierto nmero de radionucleidos estndares que siempre estn presentes y que constituyen el grueso de fallout.

Podemos sealar que los radionucleidos que se encuentran en periodos de fallout fresco, es decir, entre 8 a 10 das son: Iodo-131, Neodimio-147, Cerio-141, Ba-140, Rutenio-103, Estroncio-89, etc. que se caracterizan por su semiperiodo o vida media relativamente corto.

En periodos fuera de fallout fresco, se encuentran productos de fisin de semiperiodo largo como son, por ej.: el Cesio-137 (30 aos) y Estroncio-90 (28 aos).

Los radionucleidos presentes en el fallout pueden dar lugar a una exposicin interna por inhalacin, cuando estn presentes en el aire, o a una irradiacin externa cuando


se depositan en el suelo y luego a una exposicin interna debido a su ingestin a travs de la cadena alimentaria.

Desde el punto de vista radiosanitario los radionucleidos ms importantes son: el Estroncio-90 y el Cesio-137 por alguna de sus caractersticas, como son: sus semiperiodos largos y su comportamiento qumico anlogo al de algunos de los constituyentes de los organismos vivos. As el Estroncio (Sr) se metaboliza por las mismas vas que el Calcio (Ca) y el Cesio (Cs) por mismas vas que el Potasio (K).

Cabe sealar, que entre los radionucleidos producidos artificialmente se encuentran tambin Carbono-14 (14C) y Tritio (3H), que estn presentes en forma natural como Radionucledios Cosmognicos.

PRODUCCION DE POTENCIA NUCLEAR

La produccin de energa elctrica por reactores nucleares presupone la existencia de un ciclo del combustible que involucra varias etapas.

Minera y procesamiento de minerales de Uranio. Procesos de conversin a varias formas qumicas. Enriquecimiento del contenido isotpico de U-235 (en algunos casos). Fabricacin de elementos combustibles. Produccin de Potencia Elctrica en reactores nucleares. Reprocesamiento de material irradiado (en algunos casos) Transporte de materiales entre las instalaciones. Desecho de material radiactivo.

En 1980 el valor de la dosis a corto plazo a miembros de pblico fue estimada alrededor de 0.01% de la dosis proveniente de fuentes naturales.

El impacto del componente a largo plazo proviene de las descargas controladas, durante la operacin de la planta de radionucleidos de semiperiodo largo y de los efluentes de colas de mineral o de desechos de alto nivel. En el supuesto que la produccin de potencia nuclear por reactores de fisin, asumiendo la tecnologa actual, continuar por 500 aos a la velocidad actual, la dosis mxima anual a pblico podra aumentar en una fraccin de 1% de la dosis recibida anualmente por fuentes naturales de radiacin.

Debe tenerse en cuenta que la extrapolacin a futuro es bastante especulativa, en el sentido de que el desarrollo de nuevos conceptos en proteccin radiolgica mejores diseos en las nuevas plantas y mejoramientos tecnolgicos en las plantas antiguas daran como resultado una disminucin de las descargas al ambiente a pesar del incremento de la potencia elctrica de las plantas.

USOS MEDICOS

La irradiacin por usos mdicos lidera en cantidad entre las fuentes artificiales de exposicin a las personas. El uso de radiacin en medicina puede ser con propsitos


de diagnstico (rayos X o exmenes de medicina nuclear) y para el tratamiento de enfermedades principalmente cncer. Las dosis recibidas por los pacientes son extremadamente variables: desde muy pequeas, como en muchos exmenes de diagnstico a muy grandes, tales como las usadas en radioterapia clnica.

Como la exposicin por uso mdico involucra usualmente regiones limitadas del cuerpo, es difcil compararla con otro tipo de exposiciones. Una estimacin primaria, sin embargo de dosis promedio a pblico puede estar en el rango de 1.0 a 0.5 de la dosis proveniente de fuentes naturales.

FUENTES DE IRRADIACION MISCELANEAS

Existen otras exposiciones a las radiaciones ionizantes, debido a modificaciones tecnolgicas de las fuentes naturales y al uso de productos de consumo que pueden contener radionucleidos. Este incremento de exposicin est asociada con el desarrollo tecnolgico e industrial.

FUENTES MISCELANEAS: EJEMPLOS DE PRODUCTOS DE USO CORRIENTES QUE CONTIENEN ELEMENTOS RADIACTIVOS

PRODUCTO RADIONUCLEIDO ACTIVIDAD

Detectores de Humo Am-241 >0.04 MBq

Piezas de Reloj

Luminiscentes

H-3;Pm-147;Ra-226 >280;5,5;2,5MBq

Interruptores Iluminadores de cerraduras

H-3;Pm-147 >300;4;MBq

Pantalla de Cristal Lquido H-3 400-1500 MBq

(Tritio gaseoso)

Compases marinos H-3 >1500 MBq

Diales para Telfonos H-3 >7500 MBq

Dispositivos Antiestticos Po-210;Am-241 >18;1 MBq

Mantos para lmparas incandescentes

Th 1-16 KBq

Lentes pticos Th >2.1.KBq

Lentes Cmaras Fotogrficas Th >1.5 KBq

Material de Vidrio y Cermica U;Th >1;1 KBq (brillo)


ACTIVIDADES INDUSTRIALES

Los procesos industriales, tales como la produccin de energa geotrmica y la extraccin de fosfatos traen a la superficie de la tierra materiales, cuyas concentraciones de radionucleidos naturales son superiores a la media. En otros procesos, tales como la combustin del carbn y la produccin de fertilizantes fosfatadas, se tratan materiales cuyas cantidades de radionucleidos naturales son equivalentes al promedio o superiores y se los concentra en uno o ms subproductos.

La repercusin de stas exposiciones sobre el medio ambiente de radiaciones no ha sido significativa. Sin embargo, dichas exposiciones no se vigilan sistemticamente y las modalidades de crecimiento acelerado, asociadas a muchos procesos en particular la produccin de energa, se prev algn aumento a dicha exposicin en los decenios venideros.

EXPOSICION A LAS RADIACIONES DEBIDO A LA EXPLOTACION DE FOSFATOS MINERALES

La roca de fosfato es el material inicial para la produccin de todos los productos fosfatados y es la principal fuente de fsforo para fertilizantes. La produccin mundial de fosfato mineral hace veinte aos era cercana a los 130 millones de toneladas, siendo los principales productores China, Marruecos, la ex URSS y los Estados Unidos.

Existen tres tipos de rocas fosfatadas:

a. ROCA FOSFATADA DE ORIGEN SEDIMENTARIO


Este tipo de roca el cual cubre el 85% de las necesidades corrientes para fsforo, proveniente de depsitos extendidos por casi todo el mundo, pero especialmente en Marruecos y Florida.

b. ROCA FOSFATADA DE ORIGEN VOLCANICO

El principal depsito de este tipo se encuentra en la pennsula de Kola (exURSS).

c. ROCA FOSFATADA DE ORIGEN BIOLOGICO

Las heces de las aves acumuladas a lo largo del tiempo han dado origen a depsitos de guano, del cual el cido sulfrico lixiviado se recombina con calcio de la roca para dar fosfato triclcico.

La concentracin de actividad por masa de Th-232 y K-40 en todo tipo de rocas fosfatadas es similar a la observada normalmente en suelo, mientras que la concentracin de U-238 y sus productos de decaimiento, tienden a elevarse en los depsitos fosfatadas de origen sedimentario (concentracin tpica de U-238 en depsitos de origen sedimentario: 1500 Bq/Kg).

La exposicin a los miembros del pblico proviene de:

a. EFLUENTES DE OPERACIONES DE ELABORACION DE FOSFATOS MINERALES

La preparacin de los fosfatos minerales suele entraar la extraccin en minas a cielo abierto, el beneficio para eliminar impurezas, el secado para eliminar humedad y la trituracin para mejorar la reactividad. Las emisiones a la atmsfera suelen ocurrir en forma de polvo fino de mineral, producto en las operaciones de secado y trituracin.

b. EFLUENTES DE FABRICAS DE ACIDO FOSFORICO

El cido fosfrico se produce mediante dos mtodos principales: el proceso hmedo produce cido fosfrico para la produccin de fertilizantes de fosfatos de amonio y super fosfato triple, produciendo fosfoyeso como desecho o subproducto. Las plantas de proceso trmico producen fsforo elemental el cual es usado principalmente para la produccin de cido fosfrico de alto grado, fosfatos bases para detergente, etc. Desechos y subproductos del proceso trmico son la escoria y fsforos ferrosos.

Las descargas al medio ambiente de material radiactivo provienen de la serie de decaimiento del U-238.

c. EL USO DE FERTILIZANTES FOSFATADOS

Para un radionucleido dado y tipo de fertilizante, la concentracin de actividad pro masa vara marcadamente de un pas a otro, dependiendo del origen de


los componentes. Caracterstica general es la baja concentracin de actividad por masa de K-40 y Th-232 y sus productos de decaimiento y la elevada concentracin de actividad por masa de radionucleidos de la serie de decaimiento del U-238 (5 a 50 veces mayores que en suelos normales). Debido a que la concentracin de actividad por masa de U-238 y Ra-226 en los fertilizantes fosfatados es varias veces mayor que en suelos normales, ellos constituyen una fuente adicional para trabajadores y miembros del pblico.

d. USO DE SUBPRODUCTOS Y DESECHOS

Los principales subproductos de la elaboracin de fosfatos minerales en fbricas de cido fosfrico, son el yeso (o fosfoyeso) en las plantas por proceso hmedo y la escoria de silicato clcico en las de proceso trmico. Si estos subproductos se utilizan en la industria de la construccin, la poblacin en general puede verse expuesta a una mayor exposicin a las radiaciones. Otra fuente de exposicin es la habilitacin de terrenos en los que se ha llevado a cabo operaciones de minera de fosfatos y despus se ha autorizado la construccin de viviendas.

La masa de fofoyeso producida es prcticamente igual a la del mineral de fosfato elaborado y la mayor parte del Ra-226 contenido en el mineral fosftico para al fosfoyeso (Concentracin de Actividad Tpica: 900 Bk/Kg).

PRODUCCION DE ENERGIA POR CARBON

El carbn, como la mayor parte de los materiales encontrados en la naturaleza contiene cantidades trazas de K-10 y de U-238 y Th-232 y sus productos de decaimiento. Por la combustin del carbn, la actividad de estos radionucleidos naturales es redistribuida desde el subsuelo a la bisfera. La produccin mundial de carbn para propsitos energticos fue de 3.1 x 1012 Kg. en 1985, siendo los principales productores China, la ex URSS y los Estados Unidos.

La exposicin a la radiacin ocurre a travs del ciclo de combustible del carbn, que consiste en:

a. Mineral del carbn b. Usos del carbn c. Uso de las cenizas volantes

a. MINERIA DEL CARBON

Los mineros del carbn estn expuestos al polvillo de carbn y sus productos de decaimiento como Radn y Torn. Las minas de carbn son generalmente bien ventiladas para mantener bajos los niveles de gas metano y polvo de carbn. Las concentraciones de Radn en minas de carbn son comparables con la concentracin de Radn en edificios.

La actividad de Radn descargada al ambiente por ao de produccin de carbn mundial se estima que est entre lo 30 TBq y 800 TBq, dando como


resultado una dosis equivalente efectiva comprometida en el rango de 0.5 a 10 Sv-hombre.

Estos valores son pequeos comparados con la exposicin a la radiacin proveniente de otras etapas del ciclo del combustible del carbn.

b. USOS DEL CARBON

Produccin de Energa Elctrica

Para producir energa elctrica, el carbn se quema a altas temperaturas (1700C). La mayor parte de la sustancia mineral del carbn se funde formando una ceniza vitrificada. Una parte de la ceniza ms pesada cae al fondo del quemador como ceniza ms pesada cae al fondo del quemador como ceniza gruesa o escoria junto con sustancias orgnicas que no se han quemado completamente. La ceniza volante ms liviana, asciende a travs de la caldera junto con los gases calientes de combustin y los compuestos minerales volatilizados, hasta la chimenea donde queda retenida una fraccin que depende del rendimiento de las instalaciones de control de descarga, liberndose el resto a la atmsfera.

DOSIS EQUIVALENTE EFECTIVA COMPROMETIDA PARA PUBLICO ATRIBUIBLES A DIVERSOS SISTEMAS DE PRODUCCION DE ELECTRICIDAD

Tipo de Planta Dosis equivalente efectiva comprometida por ao de

prctica (SV-hombre)

Dosis equivalente efectiva

comprometida normalizada (Sv-hombre por Gwa)

Carbn 8000 20

Petrleo 100 0.5

Gas Natural 3 0.03

Geotrmica 3 2

Carbn Vegetal - 2

As pues, los radionucleidos incluidos en las sustancias minerales no combustibles se distribuyen entre la ceniza gruesa y la ceniza volante, con excepcin de los gases y de los minerales volatilizados, que se incorporan directamente a los gases de combustin. Debido principalmente a la eliminacin del componente orgnico del carbn, al transformarse este en ceniza, las concentraciones de actividad se intensifican en aproximadamente un orden de magnitud.

Las medias aritmticas para las concentraciones de actividad de ceniza volante descargadas a la atmsfera en ocho centrales tipos, fueron los siguientes en


Bq/Kg:256 para K-10. 200 para U-238, 240 para Ra-226. 930 para Pb-210. 1700 para el Po-210, 70 para Th-232.110 para Th-228 y 130 para Ra-228.

Las actividades de los radionucleidos naturales descargados a la atmsfera desde una planta a carbn por unidad de energa elctrica producida depende de factores tales como la concentracin de actividad en el carbn, el contenido de cenizas, la temperatura de combustin, la particin entre las cenizas pesadas y las cenizas volantes y la eficiencia del sistema de filtrado.

Las principales vas a travs de las cuales la poblacin cercana a una central trmica a carbn, est expuesta a niveles aumentados de radionucleidos naturales es la inhalacin durante el paso de la nube y la irradiacin externa e ingestin (va cadena alimentaria) una vez depositado en el suelo. La dosis equivalente efectiva comprometida debido a estas vas normalizadas a la generacin de 1 GW de energa elctrica por ao, ha sido estimada para plantas de diseo antiguo y moderno dando como resultado valores de alrededor de 6 y 0.3 Sv-hombre respectivamente por Gwa. Asumiendo que a escala mundial dos tercios de la energa elctrica provista por centrales trmicas a carbn es de diseo antiguo (un tercio de diseo moderno), el promedio normalizado de dosis equivalente efectiva colectiva comprometida es aproximadamente 4 Sv-hombre por Gwa mientras que la dosis total por ao de prctica alrededor de 2000 Sv-hombre.

En el ciclo del carbn utilizado como combustible, se supone que se producirn exposiciones superiores debidas a la radiacin de fondo. La combustin del mismo con fines diversos se traduce en descargas a la atmsfera que han recibido poca atencin (donde se acostumbra su uso).

El uso de carbn para cocinar y para calentar viviendas particulares puede traducirse en elevadas dosis comprometida colectiva porque las chimeneas son bajas y no estn dotadas de sistemas de filtros (sistemas de captacin de cenizas), siendo adems elevadas las densidades de poblacin en torno a las fuentes de emisin.

Por otra parte, la ceniza volante del carbn, se usa en diversas aplicaciones la ms importante de las cuales es la fabricacin de cemento y hormign. Entre otros casos de importancia se encuentra la estabilizacin de carreteras, los agregados livianos, mezclas para asfaltar se usa algo en agricultura para mejorar calidad, suelo, etc. Todas estas utilizaciones pueden conducir a irradiaciones intensificadas, pero en este terreno no existen muchos datos.

Otros tipos de energas como son la Geotrmica, Plantas de produccin de electricidad a petrleo, gas natural, etc. Tambin producen en menor escala un aumento de la exposicin a la radiacin, debido a la redistribucin de la radionucleidos naturales.

ARTICULOS DE CONSUMO

Los artculos de consumo que contienen en sus materiales radionucleidos incorporados pueden clasificarse en cinco amplias categoras: Productos


radioluminscentes; dispositivos electrnicos y elctricos: dispositivos antiestticos; detectores de humo, cermicos y vidrios, aleaciones que contienen Uranio y Torio.

RESUMEN Y CONSIDERACIONES

El principal aporte a la dosis media anual recibida por la humanidad proviene de fuentes naturales de radiacin que incluyen fuentes externas, como la radiacin csmica y los elementos radiactivos del suelo y de los materiales de construccin y fuentes de exposicin interna resultantes de la inhalacin e ingestin de radionucleidos que se encuentran naturalmente en el aire y en la dieta. Se considera que la inhalacin es la va ms importante, seguida por la irradiacin externa y la ingestin.

La mayor parte de la dosis efectiva es debida a la inhalacin proveniente del Radn, que es un gas noble que se encuentra con frecuencia en concentraciones relativamente elevadas en el aire al interior de las viviendas.

Esta radiacin natural, afecta a toda la poblacin del mundo y seguir afectando a una tasa relativamente constante durante toda su vida. Por estas razones, puede utilizarse como nivel de referencia para la comparacin, con los aportes debido a fuentes artificiales de radiaciones ionizantes.

La dosis proveniente de fuentes naturales de radiacin recibidas por un individuo determinado depende de cierto nmero de condiciones entre ellas: el lugar de residencia, tipo de vivienda y la altitud. Sin embargo, se considera que para la mayor parte de la poblacin mundial la gama de dosis individuales proveniente de fuentes naturales es bastante estrecha, ya que probablemente vara entre la mitad del valor medio y dos veces ese valor.

No obstante, cuando se considera por separado un componente de la dosis procedente de fuentes naturales, suele hallarse que algunas personas estn expuestas a niveles muy por encima de la media. Ejemplo de esto son los habitantes de zonas donde los suelos y rocas son ricos en radionucleidos naturales: los que viven en viviendas con altas concentraciones de Radn; los que viven a gran altitud sobre el nivel del mar o las personas que consumen alimentos que contienen radionucleidos naturales en concentraciones inslitamente elevadas.

La exposicin a fuentes naturales de radiacin vara a poco de un ao a otro y afecta aproximadamente por igual a toda la poblacin del mundo. En cambio, las fuentes artificiales pueden variar significativamente con el tiempo y las exposiciones resultantes pueden diferir sustancialmente para diferentes grupos de poblacin.

En la actualidad, la irradiacin mdica ocupa el primer lugar cuantitativamente hablando entre las fuentes artificiales de exposicin a los seres humanos. Las dosis recibidas por los pacientes son sumamente variables desde muy pequeas como ocurre en muchos exmenes de diagnstico o muy altas como las que se administran


en radioterapia clnica. Las dosis individuales anuales varan entre cero en pacientes no expuestos que no reciben irradiacin con fines de diagnstico o teraputicos; y varias decenas de miles de veces la dosis media anual procedente de fuentes naturales como son las que se administran con el volumen del tratamiento, a los pacientes sometidos a radioterapia. Una estimacin gruesa. Sin embargo, del promedio de dosis a pblico puede estar en el rango de 1 a 0.5 de la dosis anual por fuentes naturales.

El material radiactivo artificial procedente de los ensayos de armas nucleares en la atmsfera fue causa de una extensa contaminacin del medio ambiente. En cualquier momento determinado, las dosis dependen tambin de la localidad que se considere. Existe una variacin latitudinal de la precipitacin radiactiva, que ha hecho que las dosis en el hemisferio meridional sean generalmente inferiores a las del hemisferio septentrional en un factor de cuatro aproximadamente. Adems, la precipitacin radiactiva local (en la proximidad del lugar del ensayo) ha originado ocasionalmente dosis individuales ms altas a grupos pequeos de poblacin. Las dosis colectivas anuales llegaron en 1963 a un promedio correspondiente a un 7% aproximadamente de la exposicin media a fuentes naturales y es en la actualidad, inferior al 1% suponiendo que no se efecten ms explosiones atmosfricas, las dosis anuales futuras irn reducindose hasta extinguirse por completo.

La produccin de energa elctrica mediante reactores nucleares presupone la existencia de un ciclo de combustible que puede dar lugar a una contaminacin y a una dosis de exposicin. Por aproximaciones gruesas, la dosis anual a corto plazo a miembros del pblico se estim para 1980 en un 0.01% del valor correspondiente de las fuentes naturales.

La componente a largo plazo del impacto de la radiacin proviene de las descargas de radionucleidos de vida media larga durante la operacin de la planta y de los afluentes de las colas de materiales o de los desechos de alto nivel. La dosis proveniente de la produccin nucleoelctrica, suponiendo la tecnologa actual, podra esperarse que aumentara con el incremento de la capacidad nuclear instalada. Asumiendo que la produccin de energa por reactores de fisin aumentar a la velocidad actual durante 500 aos, la dosis mxima anual a pblico (dosis equivalente efectiva colectiva) podra alcanzar a una fraccin de un 1% de la dosis anualmente recibida por fuentes naturales de radiacin. Esta extrapolacin a futuro, es muy incierta y en gran extensin especulativa.

El desarrollo de nuevos conceptos en proteccin radiolgica, mejores criterios de diseo y mejoramientos tecnolgicos en las plantas antiguas, pueden dar como resultado una disminucin de las descargas de radionucleidos al ambiente, a pesar del incremento de la potencia elctrica de las plantas. Por otra parte, la posibilidad de descargas accidentales en gran cantidad radionucleidos al ambiente pudieran no se despreciables como sucedi en el accidente de Chernobyl.

Las exposiciones individuales resultado de actividades industriales son generalmente pequeas comparadas con la exposicin proveniente de fuentes naturales.


Se ha pretendido hacer una presentacin bastante general de los aspectos involucrados en la Radiactividad Ambiental, sin considerar los efectos que esta exposicin a las radiaciones pudiera provocar.

Al considerar el dao que las radiaciones ionizantes pueden producir es importante considerar o recordar que:

1. Todos los seres vivos han evolucionado y se han desarrollado, expuestos a dosis de radiacin de bajo nivel.

2. No todos los seres vivos de una misma especie expuestos a dosis en una misma radiacin, desarrollan un efecto de dao particular.

3. Al evaluar la severidad de los efectos y los cambios de ocurrencia en los seres humanos expuestos a la radiacin ionizante, es a menudo necesaria relacionarla con informacin obtenida de formas de vida inferiores que han sido expuestas a la radiacin, lo que introduce incertezas en la evaluacin.

4. Mientras los umbrales de dosis para producir efectos determinsticos estn bien determinados umbrales de dosis para efectos estocsticos no se han descubierto y el asumirlos puede dar como resultado una sub-estimacin de los efectos de las radiaciones de bajo nivel.

5. Los mismos efectos que se producen en los seres vivos por exposicin a las radiaciones ionizantes, ocurren en forma natural por causas an no muy conocidas producidas por otros agentes qumicos y fsicos.

6. Excepto en investigaciones cuidadosamente controladas en laboratorio, es imposible saber con certeza si un efecto particular en los seres vivos ha ocurrido debido a la exposicin a las radiaciones ionizantes, o si ha ocurrido naturalmente o ha sido causado por otros agentes fsicos o qumicos nocivos.

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