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En física, la radiación se refiere a la emisión o transmisión de energía a través de un medio en forma de ondas electromagnéticas o asociada a partículas. En principio, toda forma de energía se puede transmitir mediante radiación y en esta definición se podrían incluir fenómenos como:

  1. Radiación electromagnética: calor, ondas de radio, luz visible, rayos X, ultravioleta, radiación gamma (γ), etc.
  2. Radiación corpuscular: se desplazan partículas subatómicas que transportan energía. Por ejemplo, la radiación de partículas alfa (α), beta (β) o la radiación de neutrinos. La radiación gamma se trasmite asociada a fotones, por lo que puede ser estudiada también como radiación corpuscular.
  3. Radiación acústica: ultrasonidos, ondas sísmicas, etc.
  4. Radiación gravitacional: es la radiación en forma de ondas gravitacionales que se producen por objetos muy masivos y acelerados.

Todas estas manifestaciones de propagación energética se pueden catalogar en dos grandes grupos en función de la capacidad para ionizar la materia, es decir, de la capacidad de arrancar electrones de las sustancias irradiadas y transformarlas en iones. Así, se puede distinguir la radiación ionizante y la radiación no-ionizante, siendo la radiación ionizante generalmente de tipo electromagnético y corpuscular.

Ionización

Un ión se define como un átomo o molécula que no es neutra desde un punto de vista eléctrico. Generalmente los iones se pueden entender como una sustancia que pierde o gana electrones en comparación con un estado neutro de partida.

Así, la ionización engloba de forma general a cualquier proceso que genera la pérdida o ganancia de electrones en un sustancia y, por tanto, la formación de iones. Cuándo una radiación es lo suficientemente energética e interacciona con átomos y moléculas puede desencadenar este proceso al ser capaz de desprender electrones de la materia irradiada.

Ionización por radiación
Efecto ionizante de la radiación

La radiación no-ionizante no sería capaz de generar el proceso de ionización aunque pueden transmitir igualmente energía a la materia irradiada. Por ejemplo, pueden excitar a las moléculas y aumentar su temperatura; los infrarrojos y las microondas producen este efecto y son la base de electrodomésticos como hornos, estufas y hornos microondas.

La radiación ionizante más común es de tipo electromagnético y corpuscular. En el espectro electromagnético, la radiación ionizante se corresponde con el rango de altas frecuencias y bajas longitudes de onda. Generalmente se habla de radiación ionizante a partir de la radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

Radiación ionizante y no-ionizante
Fuentes de radiación electromagnética ionizante y no-ionizantea

Efectos sobre la salud

En la naturaleza, todos los seres vivos están expuestos a bajas cantidades de radiación ionizante de forma continua. La mayor parte de esta radiación proviene de rocas y formaciones geológicas que contienen isótopos radiactivos de radio, plutonio y otros elementos. La propia radiación solar también contiene radiación ionizante, principalmente radiación ultravioleta, aunque la fracción más nociva es absorbida por la capa de ozono.

La radiación ionizante sobre la materia orgánica es peligrosa para los organismos vivos, incluyendo por supuesto el cuerpo humano, pero los bajos niveles ambientales no parecen suponer un problema, es más, según la hipótesis de la hormesis podrían ser incluso beneficiosos2.

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Sin embargo, la radiación ionizante a partir de ciertos niveles producen daños moleculares que pueden conducir a problemas de salud muy graves, como el daño de ADN, cáncer y defectos en la función reproductora que pueden ir desde abortos a malformaciones y enfermedades congénitas.

La radiación no-ionizante altamente energética también puede ser nociva para la vida pero generalmente mediante mecanismos diferentes y a niveles de exposición mucho mayores; por ejemplo, una onda acústica fuerte, como las producidas en las explosiones, puede dañar seriamente a un ser vivo, incluso matarlo, aunque no produce ionización de la materia. Igualmente, determinados tipos de radiación no-ionizante de longitud de onda corta puede producir quemaduras graves.

Los trabajadores de determinados sectores profesionales se exponen de forma frecuente a altos niveles de radiación ionizante y deben extremar las precauciones. Entre ellos destacan los profesionales de centrales nucleares, de investigación y profesionales sanitarios que trabajan en unidades de rayos X, radioterapia y radiodiagnóstico.

Los astronautas son los que se exponen a una mayor cantidad de radiación ionizante a través de los rayos cósmicos; los rayos cósmicos son desviados gracias al campo electromagnético del planeta Tierra y no alcanzan la superficie terrestre pero en el espacio exterior se deben proteger las naves, estaciones y trajes espaciales.

Radiactividad

Los elementos radiactivos son isotopos cuyo núcleo es inestable y emiten diversas formas de radiación ionizante perdiendo energía hasta que el elemento alcanza un estado estable. Pueden emitir radiación electromagnética, como rayos X y rayos gamma, pero también radiación corpuscular, como partículas alfa, beta, núcleos de helio, neutrones o positrones.

La radiactividad se aprovechada en las centrales nucleares para obtener energía eléctrica, aunque esa misma radiactividad es a la vez el principal problema de fallos en estas fábricas de electricidad. El escape de radiación ionizante al medio puede suponer un grave problema medioambiental y para la salud humana de la zona.

La radiactividad también se aprovecha con fines terapéuticos. Por ejemplo, las radiografías aprovechan la capacidad de los rayos X para atravesar el cuerpo humano para poder obtener representaciones visuales de estructuras internas del organismo. También se utiliza en otros campos de la medicina, como la radioterapia y el radiodiagnóstico. Obviamente, estas aplicaciones se realizan bajo estricto control médico y medidas de seguridad para evitar daños en el personal sanitario y minimizar los efectos nocivos en el paciente.

Otro de los campos en los que la radiactividad es muy importante en la investigación científica. Por ejemplo, la radiactividad es uno de los métodos más utilizados para determinar la edad de materiales antiguos.

Referencias

  1. Weisstein, Eric W. Radiation. Wolfram Research.
  2. Lopez Díaz-Guerrero, Norma Edith et al. (2013). Hormesis: lo que no mata, fortalece. Gaceta médica de México 149: 438-47.

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