¿Qué es la radiación ionizante?

La radiación ionizante es una forma de energía emitida por elementos químicos o compuestos que tienen una carga eléctrica inestable, que puede ser positiva o negativa. Las partículas cargadas eléctricamente emitidas se conocen como partículas alfa, partículas beta o rayos gamma, y ​​cada tipo de radiación tiene varios efectos característicos. Algunos elementos pesados ​​de la naturaleza producen naturalmente estos efectos, como el uranio, el torio y el radio, y la presencia o proximidad de estos materiales en relación con el cuerpo humano puede ser perjudicial para la salud humana. Esto se debe a que la radiación ionizante existe a lo largo de un espectro de radiación en general donde es responsable de niveles de emisión de energía mucho más altos que la radiación no ionizante, como la producida por las transmisiones de ondas de radio.

Las formas de radiación no ionizante que se consideran relativamente seguras con exposición controlada incluyen ondas de luz visible, energía de microondas y luz infrarroja, como las que utiliza una tostadora para calentar pan. Estas formas de radiación tienen longitudes de onda extremadamente largas en comparación con la radiación ionizante y pierden potencia rápidamente con la distancia o pueden reflejarse fácilmente en una superficie. El peligro de exposición a la radiación ionizante se debe en gran parte a las ondas de alta frecuencia por las que es transportado, que pueden penetrar la mayoría de los materiales hasta cierto punto y alterar su estructura química al romper los enlaces químicos normales.

Los tipos de radiación ionizante que ocurren comúnmente tienen niveles variables de liberación de energía. Un proceso de ionización típico para un átomo o molécula libera 33 voltios electrónicos de energía al área circundante, lo cual es suficiente para romper la mayoría de los tipos de enlaces químicos. Este nivel de liberación de energía se considera especialmente importante porque es capaz de romper los enlaces entre los átomos de carbono en los que se basan todas las formas de vida en la Tierra.

La emisión de partículas alfa, donde intervienen dos protones y dos neutrones, es producida por elementos radiactivos como el radón, el plutonio y el uranio. Son las partículas de radiación ionizante de masa más grandes, y esto significa que no pueden viajar lejos antes de ser detenidas por una barrera. Carecen de la energía para penetrar las capas externas de la piel humana, pero, si se ingieren a través del aire o el agua, tienen el potencial de causar cáncer.

La radiación de partículas beta se produce a partir de partículas libres en un núcleo atómico que se asemejan a los electrones. Estas partículas tienen mucha menos masa que las partículas alfa y, por lo tanto, pueden viajar más lejos. También son producidos por elementos raros como los isótopos de estroncio, cesio y yodo. Los efectos de la radiación ionizante de las partículas beta pueden ser graves en grandes dosis y provocar la muerte, y son uno de los principales componentes de las consecuencias radiactivas de las detonaciones de armas nucleares. En pequeñas cantidades, son útiles para el tratamiento del cáncer y las imágenes médicas. Estas partículas también son útiles en la investigación arqueológica, ya que los elementos inestables del carbono, como el carbono 14, pueden usarse para fechar restos fósiles.

La radiación ionizante de rayos gamma es producida por fotones gamma que a menudo se emiten desde núcleos atómicos inestables junto con partículas beta. Aunque son un tipo de fotón que transporta energía lumínica como la luz visible normal, un fotón gamma tiene 10,000 veces más energía que un fotón estándar de luz blanca. Estas emisiones no tienen masa como las partículas alfa, y pueden viajar grandes distancias antes de perder su carga energética. Aunque a menudo se clasifican con rayos X, los rayos gamma son emitidos por el núcleo atómico, mientras que los rayos X son emitidos por capas de electrones alrededor de un átomo.

Las regulaciones de radiación ionizante limitan estrictamente los niveles de exposición a los rayos gamma, aunque ocurren naturalmente en niveles bajos y son producidos por el isótopo de potasio-40 que se encuentra en el suelo, el agua y los alimentos ricos en el elemento potasio. Los usos industriales de la radiación gamma incluyen la práctica de la radiografía para registrar grietas y huecos en piezas soldadas y compuestos metálicos, como en turbinas de motores a reacción de alta velocidad para aviones. La radiación de los rayos gamma se considera, con mucho, la forma más peligrosa de radiación para los seres vivos en grandes dosis, y se ha postulado que, si una estrella de rayos gamma a 8,000 años luz de la Tierra explotara, podría destruir la mitad de La capa de ozono de la Tierra, lo que hace que la exposición a la radiación ionizante de nuestro propio Sol sea mucho más perjudicial para la salud humana.