Radiaciones

¿Qué son y qué tiene que ver con los aceleradores?

Las radiaciones pueden ser de dos tipos: las ionizantes que provocan con energía suficiente la expulsión de electrones de la órbita atómica (fenómeno de ionización) y las no ionizantes, en la que la energía de los fotones emitidos no es suficiente para ionizar los átomos de los materiales sobre las que inciden. Dentro del grupo de las radiaciones no ionizantes se encuentras incluidos los campos eléctricos, radio frecuencia, microondas, infrarroja, visible, ultravioleta y láser.  Dentro del grupo de las ionizantes se encuentran los rayos X, los rayos gamma, los rayos beta y neutrones.

Radiaciones no ionizantes:

El campo de este tipo de radiaciones, situadas en el espectro electromagnético que son incapaces de producir fenómenos de ionización, ha aumentado considerablemente en los últimos años, tanto en la industria como en la vida cotidiana. Esto es debido al auge de productos electrónicos que usan o emiten radiaciones (rayos láser, hornos microondas, equipos de inspección por infrarrojos, fotocopiadoras, tele comunicadores,etc.) 

a) Radiaciones microondas

Tienen gran importancia en la industria y la medicina (hornos microondas, aceleradores de reacción para disminuir tiempos de reacción, etc.)

b) Radiaciones infrarrojas

Esta energía radiante, procedente de los objetos calientes, se presenta en operaciones industriales como hornos de secado, hornos de fusión, etc. Pudiendo dar lugar sobre las personas expuestas a efectos no tan peligrosos como las radiaciones UV (irritaciones en la piel, efectos sobre los ojos con riesgo de producir cataratas,etc.

c) Radiaciones ultravioleta

Aunque la mayor fuente de esta radiación es el sol, la capa de ozono hace que sólo llegue a la  superficie de la Tierra las radiaciones menos dañinas y en pequeñas cantidades  

Radiaciones ionizantes: 

Son aquellas radiaciones con energía suficiente para ionizar la materia, extrayendo los electrones de sus estados ligados al átomo.Es el proceso por el cual se arranca un electrón de un átomo. El conjunto formado por el electrón libre y el átomo con carga positiva resultante se denomina par iónico. 
Si un átomo recibe un aporte energético suficiente es posible separar de él uno o varios electrones, quedando entonces el átomo eléctricamente descompensado, su número de cargas positivas es superior al de las negativas, y constituye un átomo ionizado, o más precisamente un ión positivo. 
El fenómeno constituye la ionización atómica que también puede deberse a un aporte de electrones al átomo, aunque en este caso se originaría su ionización negativa y se transformaría en un ión negativo. Los iones atómicos suelen ser muy reactivos y tienden a recuperar su estabilidad mediante la captura de cargas libres o mediante su unión a otros átomos dando lugar a compuestos químicos. Cuando la energía aportada no resulta suficiente para arrancar electrones del átomo, puede serlo para desplazar electrones desde capas internas completas hasta otras más externas incompletas, creándose así huecos en las primeras. Se dice entonces que el átomo está excitado, y el fenómeno se llama EXCITACIÓN ATÓMICA. Estos huecos internos son ocupados espontáneamente por electrones más externos, que caen de un nivel de energía a otro más bajo, emitiéndose al exterior la diferencia. La excitación del átomo también puede producirse a nivel de su núcleo por variación de la energía nuclear. Análogamente, la excitación nuclear se resuelve también con la emisión espontánea de energía, de forma más o menos compleja y con la participación o no de la corteza electrónica. El fenómeno atómico que se produce en las ionizaciones es el siguiente: durante la absorción de energía, se van a producir saltos electrónicos, entre las distintas capas, hasta la salida definitiva de un electrón del átomo. 

Clasificación

Como hemos indicado anteriormente, se caracterizan por su capacidad al incidir sobre la materia al producir el fenómeno de ionización, pudiendo clasificarse en ondulatorias y corpusculares

Radiación corpuscular 

Partículas alfa (núcleos de He totalmente ionizados) con bajo poder de penetración y alto poder de ionización. No pueden recorrer mas de un par de centímetros en el aire. El problema para la salud radica principalmente en la ingestión o inhalación de sustancias que emitan partículas alfa, que pueden generar un gran daño en una región focalizada de los tejidos. 

Símbolo de seguridad

Partículas beta (electrón y positrones que salen despedidos a gran velocidad de un suceso radiactivo), debido a su menor masa producen menor energía y por lo tanto menor poder de ionización que las alfa pero con un mayor poder de penetración. Se detiene en algunos metros de aire o unos centímetros de agua y puede ser frenada por una lamina de aluminio, el cristal de una ventana, una prenda de ropa o el tejido subcutáneo. Puede dañar la piel, los tejidos superficiales y si por alguna vía, ingestión o inhalación sustancias emisoras beta entraran en el cuerpo, irradiaran los tejidos internos.

 Radiación electromagnética. 

Radiación gamma (fotones con alta energía de origen nuclear) presenta un poder de ionización relativamente bajo y una capacidad de penetración alta. Para detenerla se hace preciso utilizar barreras de materiales densos como el plomo y el hormigón. Pueden derivar se daños en la piel y en los tejidos mas profundos. Radiación X (fotones con alta energía de origen extranuclear) tiene características similares a la radiación gamma.

Para conocer más....

Bibliografía:

• "Técnicas de prevención de riesgos laborales, Seguridad e higiene del trabajo" 9 edición- José María Cortés Díaz
• http://ciam.ucol.mx/portal/portafolios/domingo_ornelas/apuntes/recurso_828.pdf