Capítulo 4

Radiactividad: precauciones, protección y medida Las emisiones radiactivas son peligrosas porque pueden causar daños a corto y a largo plazo dependiendo de las condiciones de exposición y del tipo de radiación recibida. Este hecho se ve agravado por el carácter oculto de las radiaciones, que son imperceptibles, exceptuando algunas situaciones tan evidentes como en las explosiones nucleares. Por esta razón los materiales radiactivos y los lugares donde se trabaja con ellos deben estar debidamente señalizados (fig.1 y 2).

Fig. 1. Este pictograma que indica riesgo de radiación es el más conocido y se sigue utilizando.

El pictograma más conocido que indica riesgo radiactivo fue modificado recientemente por el OIEA (Organismo Internacional de la Energía Atómica) con el fin de destacar y alertar en forma más adecuada sobre los riesgos de las emisiones radiactivas.

Emisiones radiactivas: poder de penetración Las emisiones radiactivas α, β y γ tienen características y energías diferentes lo cual provoca distintos efectos sobre la materia. Es necesario conocer estas características para protegernos adecuadamente y evitar daños tanto a los seres vivos como al ambiente. Fig. 2. El Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA) propuso una nueva señal más clara y llamativa que la anterior para reducir daños por la exposición a las radiaciones.

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Emisión α (alfa) Las partículas α están formadas por dos protones y dos neutrones; su masa es elevada en comparación con la masa de las partículas beta. Por esta razón la penetración en la materia es escasa y pueden ser detenidas por una hoja de papel o por una lámina de plástico (fig. 3).

Capítulo 4 • Radiactividad: precauciones, protección y medida.

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La radiación alfa externa al cuerpo humano no resulta tan peligrosa, pero sí lo es cuando las sustancias que la emiten ingresan en él por inhalación, ingestión o a través de una herida abierta. Esto produce daños internos muy localizados porque la baja penetrabilidad provoca que la energía liberada se concentre en una pequeña zona afectando algún órgano o tejido en particular.

Se denomina dosis a la cantidad de energía que se absorbe por unidad de masa de material irradiado.

Emisión β (beta) Las partículas β son electrones que, por tener masa tan pequeña, logran mayor penetración en la materia que las partículas α. Esto provoca daños más difusos en los tejidos al liberar la energía en un trayecto más largo. Esta radiación se puede detener con una lámina de aluminio; en los tejidos vivos puede llegar hasta los huesos.

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Emisión γ (gamma) La radiación γ está constituida por ondas electromagnéticas de gran energía que se desplazan a la velocidad de la luz, resultando muy penetrantes. Atraviesan el cuerpo humano y la protección solo es posible con láminas de plomo o gruesos bloques de hormigón. A medida que las radiaciones atraviesan la materia van perdiendo energía pudiendo provocar modificaciones en la misma; en los tejidos vivos los daños pueden ser de diferente magnitud, algunos irreparables.

Papel

Aluminio Plomo

Fig. 3. Poder de penetración de las diferentes radiaciones en los materiales.

Instrumentos para detectar la radiación El uso de instrumentos para detectar y, en algunos casos, medir la intensidad de las radiaciones, es imprescindible, pues no disponemos de ningún órgano sensorial apropiado. Al no poder percibirla directamente los daños pueden ser tan graves que provoquen la muerte. Los instrumentos para detectar la radiación tienen diferente complejidad, desde el contador Geiger portátil hasta cámaras de destellos o de burbujas con el tamaño de una habitación (fig. 4). Al encender un contador Geiger se registran impulsos aún cuando no haya fuente radiactiva en la cercanía. Estos impulsos provienen de la radiación natural del ambiente ya sea de origen cósmico o terrestre llamada radiación de fondo o efecto cero.

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Fig. 4. Contador Geiger- Müller Fue desarrollado por el físico alemán Hans Geiger a partir de un instrumento inventado por él mismo y por el físico británico Ernest Rutherford. Posteriormente Geiger lo mejoró junto con el físico estadounidense de origen alemán Walter Müller en 1928.

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Residuos y desechos radiactivos La industria nuclear considera desecho radiactivo a cualquier material que contiene radionucleidos que ya no tienen utilidad (fig. 5). Sin embargo, se llama residuo radiactivo a aquel material que luego de tratamientos adecuados puede reutilizarse en diferentes aplicaciones, aún para obtener energía. Fig. 5. Depósito final de desechos radiactivos.

¿Qué se hace con los desechos radiactivos? En las últimas décadas han ocurrido varios incidentes en relación con el destino de los desechos radiactivos. Al respecto se han estudiado diferentes posibilidades que no resultan totalmente seguras, porque siempre existen riesgos (fig. 6 y 7). Por ejemplo:

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- entierro en el mar; riesgo de deterioro de envases - entierro en los hielos antárticos; inaplicable, pues existen acuerdos internacionales sobre protección de la Antártida - envío al espacio; muy riesgoso por la posibilidad que vuelvan hacia la Tierra, además de ser muy costoso - reutilización en otras aplicaciones; no es posible lograr el total reprocesamiento Fig. 6. Depósito subterráneo para desechos nucleares (Alemania).

- enterramiento en profundidad entre 500 y 1000 metros; no es seguro por los posibles movimientos de tierra o filtraciones hacia corrientes de agua que podrían resultar contaminadas - almacenamiento en la superficie; parece ser por ahora el más adecuado. Consiste en depositarlos en espacios especiales construidos para ese fin, dentro de contenedores blindados, siempre bajo control y con sistemas de refrigeración Otros inconvenientes: - formación de gases nobles tales como radón lo que provocaría aumento de presión en los contenedores - necesidad de refrigeración debido al calor que se libera

Fig. 7. Transporte de residuos radiactivos.

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- cambio en las propiedades de los envases y materiales de sellado que pueden volverse frágiles debido a las emisiones radiactivas

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Actividades Aplicaciones y problemas 1) Supongamos que queda en desuso un equipo de radiación para estudios médicos que utilizaba los isótopos, emisores gamma, cobalto-60 y cesio-137. Busca soluciones para cubrir dicho equipo y para encontrar un lugar seguro donde pueda depositarse, agregando la correspondiente señalización.

Fig. 1. Ejercicio 2.

2) Elabora una pequeña historieta con el personaje Homero Simpson teniendo en cuenta el trabajo que realiza y la relación con este tema.

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3) ¿Qué es la radiación de fondo o efecto cero? ¿Es posible evitarla? Justifica tu respuesta.

Investiga y reflexiona 4) Recientemente se ha propuesto un nuevo pictograma que indica radiación. Compáralo con el pictograma usado anteriormente y señala qué ventajas y desventajas tiene uno con respecto al otro. 5) a) ¿Qué función cumple un contador Geiger-Müller? b) Busca información sobre el funcionamiento y las partes principales del instrumento. 6) ¿A qué se llamó Guerra Fría? Busca información, explica cuál fue la primera vez que una guerra pudo calificarse de esta forma y cuál es la relación con el tema de este capítulo. 7) Investiga sobre los equipos necesarios y la vestimenta adecuada para trabajar con sustancias radiactivas. 8) A medida que pasa el tiempo, aumentan las víctimas a causa del accidente en la central nuclear de Chernobyl, ocurrido el 26 de abril de 1986 (fig. 2). Investiga: - ¿cómo se produjo el accidente? - ¿qué consecuencias ha tenido en la salud de los sobrevivientes? - acerca de otros accidentes nucleares. 9) Investiga cuáles son los riesgos producidos por la exposición al radón (fig.3)

Debate y encuesta 10) Entabla un debate con tus compañeros de manera de confrontar las posiciones a favor y en contra de la instalación de una planta nuclear en nuestro país. Puedes complementar el trabajo realizando una encuesta a familiares, amigos y a personas relacionadas con el tema que puedan aportar datos. Química • 3º C.B.

Fig. 2. Ejercicio 8. Imagen de la central nuclear de Chernobyl.

Investiga: - ¿cuáles son los isótopos del radón? ¿cuál de ellos es radiactivo? - se sabe que el isótopo radiactivo del radón es emisor α. Explica por qué es tan elevado el peligro de inhalación de este gas - ¿qué elementos producen radón al desintegrarse? - ¿a qué se llama “síndrome del edificio enfermo”? Fig. 3. Ejercicio 9.

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Ampliando el horizonte...

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Bomba atómica sobre Hiroshima

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No eran tiempos pacíficos, el mundo se encaminaba hacia la Segunda Guerra. Desarrollar un arma nuclear de fisión podría ser decisivo para las grandes potencias; comenzó entonces la carrera por ser los primeros en producir “la bomba”. En 1942 un equipo coordinado por Enrico Fermi construye la “Pila Chicago-N°1”, un reactor experiLa Cúpula de Gembaku, declarada por la mental de uranio y logra controlar por primera vez Unesco, Patrimonio de la Humanidad es un recorla reacción de fisión en cadena. datorio del bombardeo de Hiroshima. El 16 de julio de 1945 tiene lugar en el desierto de Nuevo México el experimento Trinity: la detonación de una bomba de plutonio-239. En una decisión cuyos aspectos éticos siguen siendo motivo de debate, Estados Unidos autorizó el uso de la bomba atómica en Japón con el argumento de acortar la guerra y evitar la muerte de más norteamericanos. 6 de agosto de 1945, 8:15 de la mañana ... Hiroshima. Un bombardero llamado “Enola Gay” arroja sobre la ciudad de Hiroshima la bomba “Little Boy”, con 38 kg de uranio-235 como explosivo nuclear. El calor, la onda expansiva y la intensa radiación provocan la muerte instantánea a miles de personas y el legado de enfermedad se extiende a los sobrevivientes y a sus descendientes. Tres días después, el 9 de agosto, el horror se repite en Nagasaki. Se ensaya en esta oportunidad el poder destructivo de “Fat Man”, una bomba de plutonio-239: el mismo infierno de muerte y destrucción. Finalmente Japón se rinde, pero el mundo se lanza inmediatamente a una carrera armamentista –ahora nuclear- que amenaza, hasta el presente, nuestra supervivencia como especie. Tal vez encontraremos en el futuro, caminos que nos eviten reiterar este tipo de tragedias. Entretanto, recordemos Hiroshima... Lectura extraida y adaptada de http://www.uruguayeduca.edu.uy/Portal.Base

Lee atentamente el texto • ¿Por qué el efecto de las radiaciones sigue afectando a los descendientes de estas tragedias? • ¿Podemos culpar a la ciencia y a los conocimientos científicos de estas situaciones? • Investiga y profundiza sobre la situación política mundial que se vivía en el momento que se realizaron los experimentos nucleares. • Elabora una reflexión sobre el tema.

Capítulo 4 • Radiactividad: precauciones, protección y medida.

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