Mi padre murió en el año 2013 debido a un cáncer de pulmón. Mi madre tuvo también cáncer de pulmón y le extirparon medio pulmón izquierdo; murió meses después que mi padre, en las Navidades de ese 2013, debido a una pancreatitis.
Me molestaba terriblemente…aún puedo verme de niña, guardando los paquetes de tabaco de mi madre con quien vivía, entre la ropa en los cajones, detrás de alguna caja de zapatos e incluso bajo la bolsa de guisantes en el congelador. No quería ese olor, no quería ese humo y sobretodo, no quería que tosiese…
Tanto mi padre como mi madre dejaron de fumar hace un par de décadas…pero sus pulmones no acabaron de poder purificarse de esos hasta cuatro paquetes diarios de tabaco, que fumaron también durante décadas.
Y es que, aunque suene como un mensaje ya muy dicho y escuchado, tanto que es un leve rumor fácilmente omisible y acallado….el tabaco es peligroso. Y hoy me gustaría ponéroslo en perspectiva. Hoy vamos a hablar de radioactividad.
Veréis….
Empecemos con un plátano… el plátano es radioactivo. De hecho existe una unidad de medida del nivel de radioactividad designada como “dosis equivalente de banana”. Vamos a ver pues qué es esto de la radioactividad y empezaremos por las radiaciones en general, campo que ofrece mucho lugar para los mal entendidos.
Todos hemos oído hablar de diferentes tipos de radiación, por ejemplo: luz solar – la que nos permite ver –; radio – la de las emisoras de radio por ejemplo -; microondas – como la de los aparatos domésticos de cocina-; teléfonos móviles – su emisión está precisamente en la banda de las microondas; los rayos ultravioleta – los responsables de que nos bronceemos; rayos X – los de las radiografías –; radioactividad – eso que no tenemos muy claro lo que es pero sí hemos oído que sus efectos pueden ser dañinos-…Y algunas que quizás habremos oído alguna vez como los rayos cósmicos, que es radiación que procede de todas partes del Universo.
Aún no he llegado a explicar qué es la radioactividad pero de momento permitidme que os la “divida” en tres tipos: radioactividad tipo a, b y c – así lo hicieron cuando la descubrieron antes de saber qué eran exactamente esas a, b y c …En física nos gusta utilizar el alfabeto griego así que en lugar de a , b y c, utilizaron la designación “alfa, beta y gamma”, las tres primeras letras del alfabeto griego. Veremos en un instante qué son esas “alfa, beta y gamma”.
Todas las mencionadas anteriormente (desde la radiación solar hasta los rayos cósmicos pasando por todas las demás) son tipos de radiación, es decir, algo que transporta energía: se propaga desde una fuente y viaja.
De todos estos tipos de radiación que hemos mencionado, podemos realizar una primera distinción, una distinción en función de cuál es el vehículo que transporta esa energía: una onda o una partícula. Así, si nos centramos primero en la radiación para la cual el vehículo es una partícula, la primera distinción nos da el grupo de las radiaciones alfa, beta y rayos cósmicos. El resto, es radiación mediada por ondas, ondas electromagnéticas.
Cabe mencionar que desde el punto de vista de la Mecánica Cuántica, las ondas pueden también cuantificarse, esto es, describirse en términos de partículas; y en este caso a las ondas electromagnéticas les correspondería una partícula, el fotón, equivaliendo cada tipo de onda electromagnética a fotones con más o menos energía. Pero, en la descripción clásica (esto es, no cuántica), hablaríamos de ondas y ésas serían las mencionadas, que estarían en nuestro segundo grupo de clasificación: radiación en la que el vehículo que transporta la energía es una onda (luz; radio; microondas; radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma).
Ya tenemos una primera clasificación: tipos de radiación para las que lo que viaja son ondas y tipos en los que lo que se irradia son partículas.
Podemos establecer ahora una segunda clasificación y con esta característica establecemos el potencial dañino de la radiación: radiación ionizante y radiación no ionizante. La radiación ionizante tiene capacidad para ionizar los átomos, es decir, arrancarles electrones. Con ello el átomo queda desestabilizado. Si ese átomo forma parte de un ser vivo, de una célula, la célula puede quedar dañada y de ahí su potencial nocivo.
De todos los tipos de radiación mencionados, sólo son ionizantes: los rayos Ultravioleta (en concreto los más energéticos que se designan como UV de tipo B); los rayos X; los rayos cósmicos y la radioactividad, los tres tipos: la alfa, la beta y la gamma.
Bueno, ya sabemos algo: estos son los tipos de radiación potencialmente dañinos: la radiación ionizante. Algunos de ellos están mediados por ondas- son las ondas electromagnéticas en distintas zonas de energía como hemos mencionado (UVB, rayos X y radioactividad gamma); y otros, por partículas (rayos cósmicos, radioactividad alfa y radioactividad beta).
En el caso de los Rayos Cósmicos estas partículas son protones y núcleos de átomos que, recordemos, proceden de todas partes del Universo.
Y ahora vamos a desvelar qué son estas alfa, betas y gamma radioactivas: las alfa son el núcleo de un átomo de helio (el helio sin sus electrones, quedan dos protones y dos neutrones); las beta son electrones (beta negativos) o positrones (que son las antipartículas del electrón, es decir, un electrón con todas sus cargas invertidas, y en ese caso se llaman beta positivos porque tienen carga eléctrica positiva); y las gamma….son radiación electromagnética en la zona de más energía de las ondas electromagnéticas: la banda gamma.
Ya podemos centrarnos ahora en nuestro plátano radioactivo.
Hay algo en él que emite radioactividad. La radioactividad procede de átomos cuyo núcleo es tan pesado que son inestables, y se tienen que deshacer de esa masa extra. La forma que tienen de hacerlo es emitiendo esas partículas (en el caso de la radiación alfa y beta) o esa radiación (en el caso de la radiación gamma). En el fondo sabemos gracias a Albert Einstein que existe una equivalencia entre masa y energía, de forma que energía es también masa, así que nos podemos deshacer de masa, no sólo emitiendo partículas, sino también deshaciéndonos de energía.
Las partículas alfa, beta y también la radiación gamma se pueden bloquear con facilidad. Las partículas alfa se frenan en unos pocos centímetros de aire o por una simple hoja de papel o la piel humana. Las beta pueden viajar en el aire 1 metro y ser detenidas por unos pocos centímetros de madera o una hoja de metal, pudiendo las más energéticas atravesar la piel. Y las gamma viajan centenares de metros en el aire y también pueden ser detenidas por una pared gruesa de plomo o de cemento.
¿Dónde está el peligro de la radioactividad entonces si se pueden frenar con tanta facilidad?….El peligro está en que se incorporen al cuerpo – vía el aire que respiramos, o el agua o los alimentos que ingerimos- porque entonces a menos de milímetros de distancia ya se están encontrando con células.
Y para medir el potencial dañino de la radioactividad, podemos utilizar bananas…
Ya estamos familiarizados con unidades de medida en nuestra vida ordinaria: las horas del día que marcan nuestros relojes; los megas por segundo de nuestras conexiones móviles; o los megapíxeles de nuestras cámaras de fotos. En física utilizamos una unidad de medida específica para medir la radioactividad: los sievert. “Una dosis equivalente de banana” son 0,1 microsievert (1/10.000.000 sievert, una diez millonésima parte de un sievert). Esto es: una banana emite 0,1 microsievert de radioactividad.
En el caso de las bananas esa radiación procede del átomo inestable Potasio-40. Uno de cada 8.000 átomos de potasio es radioactivo. Ese átomo tiene demasiada masa y se tiene que deshacer de ella, como hemos dicho, así es que emite.
Pero necesitaríamos disponer de una escala, porque tan sólo con esta cifra no tenemos una referencia clara sobre si tal cantidad de radiación es mucho o por el contrario poco…
Bueno, abordemos el tema por su punto crítico y empecemos por el nivel letal, para poder ubicar dónde está el límite: Si te expones a más de dos sieverts de golpe, probablemente morirás en poco tiempo…De modo que el nivel letal sería comernos de golpe… ¡20 millones de bananas!
Para obtener más valores de referencia, sirvan los siguientes: Vamos a ver cuáles son algunos de los lugares más radioactivos del planeta Tierra y cuánta radiación se emite en ellos.
- Como todos comemos bananas, pero también otros alimentos radioactivos, todos somos un poco radioactivos, de modo que recibes más radiación si duermes acompañado por alguien que si duermes solo.
Si duermes acompañado, recibes extra la mitad de la radiación que emite una banana, por noche.
Media banana/noche
0,05 microsievert/noche
- Una hora en el planeta Tierra: Radioactividad de fondo en la Tierra (por materiales radiactivos diversos en el suelo, agua y cielo):
Entre 1 y dos bananas por hora
0,1 y 0,2 microsievert/h
- Una hora en Hiroshima (Japón)
La primera bomba nuclear del mundo detonada en una ciudad estalló 600m por encima de esa torre. Unos 70 años después de esa detonación, el nivel de radioactividad allí es de:
3 bananas/h
0,3 microsievert/h
- Una hora en Trinity Site (Nuevo Méjico)
Allí se realizaron las pruebas del Proyecto Manhattan que desarrolló la primera bomba nuclear. Todo el área quedó vaporizada y se desprendió tanto calor, que la arena y otros materiales del suelo se fundieron formando un mineral de color verdoso que sólo puede encontrarse allí, y que lleva su nombre: la trinitita.
En el punto en el que se detonó la primera bomba nuclear de la historia (está marcado con una especie de monolito conmemorativo), el nivel de radioactividad es:
8 bananas/h
0,8 microsievert/h
- Una hora en el Laboratorio de Marie Curie (Instituto Radium, Paris). Marie Curie ganó dos Premios Nobel (uno en Física y otro en Química) y es el único ser humano del planeta hasta la fecha que ostenta dos galardones Nobel en disciplinas científicas distintas…Allí trabajaba ella en sus experimentos con el elemento químico Radio. Las zonas de su laboratorio con mayor radioactividad son el pomo de la puerta que daba acceso del laboratorio a su despacho, y la silla en la que se sentaba en su despacho. ¿Por qué? Pensad en su rutina de trabajo: tras realizar las investigaciones en el laboratorio, ¿qué hacía? Abrir la puerta (depositaba con ello Radio en el pomo) y sentarse en la silla de su despacho para realizar las anotaciones oportunas de sus experimentos (el Radio impregnado en su ropa pasaba a la silla).
El nivel de radioactividad allí, en el pomo de la puerta de su despacho, es de:
15 bananas/h
1,5 microsievert/h
- Una hora en Jáchymov (República Checa)
Se encuentra allí la mina de Uranio en la que se descubrió este elemento. De aquí también Marie Curie obtuvo el Uranio que utilizó en sus experimentos. La mayor parte del Uranio en esa mina ya se ha extraído, aunque aún quedan algunas trazas y se puede ver cómo se torna fluorescente al iluminarse con radiación Ultravioleta.
17 bananas/h
1,7 microsievert/h
Este nivel ya empieza a ser considerable: unas 10 veces la radioactividad de fondo a la que estamos sometidos por hora de forma natural…Prosigamos nuestro peculiar viaje por esta escala…
- Una hora cerca del mineral de trinitita en Trinity Site:
La trinitita en sí es más radioactiva que la zona donde se detonó la bomba: una hora cerca de ese mineral:
21 bananas/h
2,1 microsievert/h
- 1 hora en un avión de línea: A más altura, menos atmósfera y menos protección contra la radiación recibida (básicamente rayos cósmicos):
A 18.000 pies:
5 bananas/h
0,5 microsievert/h
23.500 pies:
10 bananas/h
1 microsievert/h
33.000 pies:
20 bananas/h
2 microsievert/h
1 hora en altura de crucero y desplazándonos hacia países hacia el norte del hemisferio norte:
30 bananas/h
3 microsievert/h
Es el caso hasta ahora en el que se recibe más radiación: empezamos con unos valores similares a los que recibiríamos en Hiroshima y a medida que ganamos altitud recibimos más radiación que estando cerca del mineral de trinitita…
- Una hora en el Reactor Nuclear nº4 de Chernóbil (Ucrania) ó 1 radiografía dental.
El 26 Abril de 1986, la reacción de fisión nuclear (rotura de núcleos pesados para liberar energía, proceso que produce elementos radioactivos) se descontroló en el Reactor nº4 de la central, generando tanto calor que estalló, esparciendo átomos radioactivos por todo el área y contaminando aire y suelo y con ello aire, agua y alimentos, que inhaló e ingirió la población más tarde. Se recibe allí un nivel de radioactividad de:
50 bananas/h
5 microsievert/h
Una hora allí es similar a la radiación que se recibe cuando nos hacen una radiografía dental. De modo que no nos alarmemos: es un nivel de radiación moderado y por eso también las radiografías están restringidas a un número máximo.
Uno de los motivos por los cuales ha disminuido tanto la radiación cerca del reactor que estalló en Chernóbil, es debido al hecho de que se ha eliminado unos cuantos metros (y llevado a otras partes) de la mayor parte del suelo superficial que cubría la zona.
- Una hora en Fukushima (Japón).
Los japoneses han hecho exactamente lo que se hizo también en Chernobil: extraer las capas superficiales del suelo para disminuir el nivel de radiación. Encontramos en este caso niveles altísimos porque el accidente es muy reciente y aún queda mucho material radioactivo en el área.
100 bananas/h
10 microsievert/h
- Hospital Pripyat (Chernóbyl).
Allí trasladaron a todos los bomberos que participaron en la extinción del incendio tras la explosión de la central nuclear de Chernóbil. Es la ropa de esos bomberos, que aún está allí esparcida por el suelo, impregnada de átomos radioactivos, la que emite los máximos de radioactividad
20.000 bananas/h
2.000 microsievert/h
Una hora allí y recibes la radiación natural de todo un año en el planeta. Ese hospital es uno de los sitios más radioactivos del planeta Tierra.
- Un scan CT (scan por tomografía computerizada) de pecho:
70.000 bananas
7.000 microsievert
Unos 3 años de radioactividad de fondo natural.
Estos son algunos de los lugares más radioactivos…Pero, ¿y las personas? ¿Quiénes dirías que son las personas que reciben más radiación en el planeta Tierra?…
Algunas referencias antes de desvelar la respuesta…
Por ejemplo, se estima que la gente viviendo en Fukushima acumulará en toda su vida una dosis extra a la de fondo, de 10.000 microsievert debido al accidente.
Los trabajadores nucleares en Estados Unidos están limitados a una dosis máxima de radiación de 50.000 microsievert/año.
Pero esa es menos que la de otra ocupación: los astronautas. Un astronauta en misión de 6 meses en la Estación Espacial Internacional recibe 80.000 microsievert de radiación.
Pero…ni siquiera ellos, los astronautas, son las personas que están expuestas a las dosis de radiación más elevadas…¿Quiénes podrían ser? ¿Podéis adivinar quiénes son?….
La respuesta nos parecerá a primera vista sorprendente, pero no a la luz de lo que hemos explicado aquí: son los fumadores. Los pulmones de los fumadores reciben de media 160.000 microsievert de radiación al año.
Eso es debido al polonio radioactivo y al plomo radioactivo presentes en el tabaco que fuman. De modo que no sólo están expuestos a tóxicos y elementos cancerígenos, sino que reciben directamente elevadas dosis de radiación (que también son cancerígenas).
De modo que no son los habitantes de Fukushima…ni los de Chernóbil…ni siquiera los trabajadores de centrales nucleares ni los astronautas…Son los fumadores el colectivo humano que recibe más radiación en el planeta Tierra.
Recuperando el principio de mi relato, sería mi deseo que algo de esta ciencia pueda contribuir a que algunos de los que podáis estar leyendo este artículo, si fumáis, os replanteéis esa opción… que os deis aire, dejéis que vuestros pulmones puedan regenerarse…y os deis una nueva oportunidad de vida.
Gloria García-Cuadrado
Físico Teórico
