Fukushima: hablando de radiaciones

Midiendo radiaciones

Por si ocurre lo peor en Fukushima, y para dejar las cosas claras, vamos a aclarar las unidades en que se mide la radiación, y en qué consisten éstas. Más vale estar preparados para que luego no nos asusten con comparaciones que confunden más que aclaran.

1) Tipos de radiación

Las radiaciones que vamos a considerar son las llamadas radiaciones ionizantes.Son aquellas capaces de ionizar átomos, es decir, arrancarles un electrón. Vamos, por tanto, a descartar otro tipo de radiaciones como la calorífica, la infrarroja, las ondas de radio o radiofrecuencia, etcétera. Las ionizantes son las que nos asustan. Básicamente, tenemos que preocuparnos de tres: rayos (o radiación) alfa, beta y gamma.

Radiación alfa. Se trata de un núcleo atómico de helio-4: dos protones y dos neutrones. No son muy penetrantes; de hecho, puede detenerlas una hoja de papel. El problema está en que, si dichas radiaciones actúan en el interior del cuerpo, pueden causar estragos. Esto sucede cuando inhalamos material emisor de radiaciones alfa. La muerte de aquel ruso en Londres por polonio es un ejemplo. Por eso a los afectados por radiación alfa se les suele dar pastillas de iodo y de calcio. De iodo, para evitar que el iodo radiactivo se acumule en la tiroides; y de calcio, para evitar que los huesos absorban el isótopos radiactivos de estroncio, elemento químicamente similar al calcio.

Radiación beta. Son electrones, o bien positrones (como los electrones, pero con carga positiva). Su poder de penetración es similar, pero una hoja de aluminio o unos palmos de aire los bloquean. Como las radiacione alfa, son dañinas si penetran el organismo. Por eso a los afectados por radiación alfa se les suele dar pastillas de iodo y de calcio. De iodo, para evitar que el iodo radiactivo se acumule en la tiroides; y de calcio, para evitar que los huesos absorban el isótopos radiactivos de estroncio, elemento químicamente similar al calcio.

Radiación gamma. Se trata de energía electromagnética, similar a los rayos X. De hecho, la única diferencia entre rayos X y gamma es su energía (los gamma son más energéticos). Hace falta varios centímetros de metal para detenerlos.

Estos son los principales tipos de radiación ionizante. Hay otros (rayos cósmicos, muones, piones), pero no son relevantes aquí.

Bien, ¿cómo se miden las radiaciones? Hay varias unidades, que vamos a intentar aclarar.

2) Unidades de medida

Becquerel. Se usa para materiales radiactivos que se desintegran, y es igual a una desintegración nuclear por segundo.

Culombio/kg. Sirve para las radiaciones alfa o beta (que tienen carga eléctrica), y estiman la cantidad de partículas absorbidas por unidad de masa.

Gray (Julio/kg). Similar a la anterior, pero que engloba también a radiaciones como las gamma. Es igual a energía por unidad de masa.

Rad. Similar a la anterior. Un rad es igual a 0.01 Grays.

Sievert (Julio/kg). Es como el Gray, pero se usa cuando la radiación ha sido absorbida por tejido vivo.

Roentgen. Se utiliza para medir la cantidad de iones (partículas cargadas, como átomos; y que me perdonen los expertos por mi poco rigor, ya sé que hay partículas cargadas que no son iones). Un Roentgen es igual a 0,000258 Culombios/kg

Rem (Roentgen Equivalent Man). Es similar al Roentgen, pero se usa para indicar la peligrosidad de la radiación. Es antigua, y no se utliza mucho últimamente. Su principal utilidad estriba en que la energía depositada en un tejido por unidad de masa produce efectos diferentes según qué tipo de radiaciones se trate. Un rem es igual a 0,01 Sievert.

Las unidades que nos interesan aquí son básicamente, el Gray y el Sievert. Sobre todo esta última, ya que nos permite medir la peligrosidad de las radiaciones sobre el ser humano, que es lo que nos preocupa.

Y ahora, la gran pregunta: ¿cuánta radiación es peligrosa? Tiene truco. En principio, cualquier cantidad es peligrosa, no hay límite inferior. Ahora bien, vivimos inmersos en radiactividad. Tenemos múltiples fuentes naturales, desde los rayos cósmicos hasta los plátanos (tienen potasio, una pequeña parte del cual es radiactivo). La dosis media de radiactividad natural que absorbe un ser humano al cabo del año es del orden de 2,4 milisievert (mSv). Así que lo más prudente sería comparar la radiación absorbida con este promedio anual. Si resulta que algo nos hace recibir, digamos, 0,0000001 Sievert, no resulta preocupante, puesto que apenas es 1/40 1/2400 de la dosis anual.

Estas son las dosis promedio que los humanos recibimos:

2,4 mSv/año por fuentes naturales

0,02 mSv por una radiografía estándar

0,003 a 0,11 mSv por una radiografía dental

Según la Comisión Reguladora Nuclear de EEUU, el límite de exposición para el público sea de 1 mSv al año; los operarios que trabajan con material radiactivo no deben superar los 50 mS al año, ni 100 mSv en cinco años. No conozco las cifras españolas, pero imagino que serían similares. En españa, los límites impuestos por la ley son iguales (gracias, Daniel).

Visto esto, he aquí aproximadamente los efectos de la radiación de forma aproximada (y sí, he fusilado la Wikipedia):

1 mSv: límite legal de exposición anual (0,11 uSv a la hora)

2,4 mSv: radiactividad natural al año (0,23 uSv a la hora)

Hasta 0,2 Sv. Sin efectos aparentes.

0,2 a 1 Sv. Síntomas leves. Posible esterilidad masculina temporal.

1 a 2 Sv. Envenenamiento ligero. Mortandad (en 30 días tras la exposición): 10%

3 Sv. Envenamiento severo. Tasa de mortandad: 50%

4 a 6 Sv. Tasa de mortandad del 60%

10 Sv (1000 rems). Mortandad del 100%

Los datos obtenidos recientemente en el incidente de Fukushima (ver p. ej. este enlace) indica que se han medido tasas en las inmediaciones del reactor dañado que iban de 0,07 uSv/hora (u indica millonésima) a 5-7 uSv/h. La fuga no ha durado mucho, así que estas dosis serán muy pequeñas para causar daño alguno.

Según parece, las alegaciones de Greenpeace, según las cuales “La radiactividad alrededor de la central nuclear de Fukushima pasó a ser mil veces mayor de lo normal” pueden inducir a error, ya que es una cantidad más de cien veces inferior al límite anual, y 300 veces inferior a la radiactividad natural de fondo. “Mil veces superior a lo normal” implicaría una liberación de radiación de 0,27 uSv por hora. Las tasas medidas, 7 uSv/hora, serían unas 25 veces (no mil) superior a lo normal, y por supuesto, nadie espera que sigan en ese nivel durante todo un año. No podemos descartar que se hayan emitido cantidades superiores por hora, pero en intervalos de tiempo muy pequeños. En un momento dado, la tasa de radiación subió hasta aproximadamente 1 mSv/hora. Eso es el límite legal anual, y sí representa del orden de cuatro mil veces lo normal, pero hay que señalar que esa dosis disminuyó rapidamente y ahora tiene un valor mucho más bajo.

La situación es distinta dentro del reactor. Hay un trabajador que ha recibido una dosis de 106,3 mSv, ligeramente por encima del límite legal de 5 años. Es posible que algunos de los operarios que están intentando mantener Fukushima bajo control reciban dosis similares, o incluso mayores. Pero permítanme ser brutalmente franco: en un país arrasado y donde los fallecidos se cuentan por cinco cifras, unos pocos milisievert son el último problema que debe preocupar a Japón. Hará falta una ruptura total del núcleo, seguido de una fundición, para que la situación sea realmente alarmante. Para más información sobre el accidente de Fukushima, os recomiendo esta explicación gráfica en El País

19 Comentarios

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DarkSapiens

Buen trabajo con esta entrada :)

Si quieres te pongo aquí el símbolo de la letra “mu” por si te deja copiarlo y pegarlo, si quieres sustituirlo: µ

Y me ha parecido ver una errata: veo que dices que 0,0000001 Sievert es 1/40 de la dosis anual, pero no será 1/2400?

Por otra parte, el dato de la radiación 1000 veces mayor a lo normal creo que era en la sala de control, no en los alrededores de la central.

Un saludo!

Arturo Quirantes

Corregido, gracias. Lo del mu, gracias también, pero lo dejo como está, no vaya a ser que a alguien le salga algún símbolo raro.

“Por otra parte, el dato de la radiación 1000 veces mayor a lo normal creo que era en la sala de control, no en los alrededores de la central.” Lo cierto es que Greenpeace se, ejem, olvidó de puntualizar el detalle … a no ser que por “alrededor” entiendan todo lo que pasa fuera de la vasija de contención.

Chux

Genial, a los que estamos nerviosillos por todo lo que está pasando (básicamente, por la mala información que recibimos) agradecemos estas cosas.

Por cierto, tienes un error tipográfico cuando lo del plátano, has puesto “partel” en vez de “parte”.

Gracias de nuevo

uno de tantos

Citar solo lo que a uno le interesa está feo.

En la wikipedia también se cita que no hay consenso sobre lo que la dosis aparentemente “sin síntomas” puede producir a largo plazo. Porque habla del envenenamiento agudo principalmente. No se hablan de los efectos teratógenos (el simpático pez de tres ojos de los Simpsons pero que en la realidad se producen malformaciones menos graciosas) porque son crónicos y difíciles de estudiar y por tanto es un tema poco claro hoy día. Y como está poco claro, pues ¿lo ignoramos? ¿o porque simplemente no interesa?

Esto no hace ni mejor ni peor a la energía nuclear, pero lo que sí hace es un flaco favor al supuesta intención de informar. Es igual de parcial por estar sesgada, aunque sea en sentido contrario al que defienden esos “malvados ecologistas”.

Jose

Estupendo blog que he encontrado por casualidad.
Solo decir que este articulo tiene algunas incorrecciones en las definiciones y algunos datos de dosis.

Por ejemplo, la dosis en una radiografía puede
ser del mismo orden que el fondo de radiacion natural en un año. Todo depende de la parte del cuerpo irradiada y de la energia e intensidad del haz, pero podria llegar a ser de 100 mrem= 1mSv con una placa. Por tanto no conviene alegremente hacernos muchas en un año.

Más correctamente, con respecto a las unidades:

El Coulombio/Kg es la unidad de exposicion en el SI. Se refiere a la intensidad
del campo de radiación GAMMA en un punto del espacio, capaz de ionizar el aire,
y liberar una carga Q en una masa M de aire. La unidad tradicional de la exposicion es el Roentgen
equivalente a la cantidad de radiación gamma capaz de producir una unidad electrostatica de
carga en un cm cubico de aire.

El Gray es una unidad de Dosis Absorbida para la radiación que atraviesa un material de masa M,
comunicandole una energia E. La dosis absorbida es D=E/M y se mide en rads o Grays.

El Sievert y el rem son unidades de dosis equivalente, que cuantifica el efecto biologico de la
radiacion. Se obtienen a partir de la dosis absorbida multiplicando por el llamado factor de calidad Q.
Q=1 para rayos gamma, 2 para rayos beta y 10 para rayos alpha.

El efecto biologico que se cita a partir de 1 Sv se refiere a dosis AGUDAS, es decir, aborbidas en un corto intervalo de tiempo
(en unas horas).

AnonymousAnonymous

A ver si somos mas rigurosos con las informaciones que nuestra ideologia nos puede a todos,
Cinco Dias 15/03/2011
Tepco calcula que los niveles de radiactividad en la zona de la planta zona llegaron a marcar 8.217 microsievert por hora, ocho veces el límite permitido. Según la agencia Kyodo, la radiación es hasta 33 veces superior al límite legal en Utsunomiya, capital de la provincia de Tochigi, al norte de Tokio, y también se midió radiación nueve veces por encima de los norma en Kanagawa, al sur de la ciudad.

PabloPablo

Al penultimo anonimo: el estudio informa que hubo un aumento de radiacion desde aproximadamente las 12 horas hasta pasado de las 16 horas, durante este tiempo hubo un peak de 231 microSv/h a las 14:30 … pero si sacas la radiacion promedio de 4 horas (entre las 12 y las 16) seria alrededor de los 6 microSv/h

Una medicion asi justifica la evacuacion de la gente de los alrededores, pues si bien una radiacion asi por 4 horas aun no causa daños en la poblacion no era imposible descartar que se produjera una fuga mas larga

AnonymousAnonymous

Más que fijarse en las noticias que van dando en los informativos, (y que seguramente están retocadas para no alarmar más a la población), recordad lo asquerosamente contagiosa que es la radiactividad, cualquier cantidad que salga de sus contenedores ionizará aire, tierra ,agua, todo lo que haya alrededor, y si es móvil cómo el aire y el agua, se transmitirá donde sea, donde casi seguro, que entrará en contacto con cualquier ser vivo, y recordad, es acumulativa.

Después de ver las imágenes de los incendios y de las explosiones dudo mucho que las cifras oficiales sean la auténticas (recordad que se tardó casi 20 años en saber la mayor parte de lo que ocurrió en Chernobyl),y aún así no se sabe cómo se comporta la radiación y porqué aparece en algunos sitios de forma mortal y a pocos metros la zona está casi limpia. Lo que está pasando ahora lo van a sentir durante bastante tiempo, por mucho que se intente no alarmar a la población, en algunas zonas no va a ser recomendable vivir durante generaciones y si llega a fundirse el nucleo de algún reactor…. en fin, Japón es pequeño, no tienen mucho sitio a donde huir.
No tenían bastante con el pescado con Mercurio y encima ahora es posible que les brille de noche.

AnonymousAnonymous

Si bien el amigo Daniel cometió un error ortográfico en unas 20 palabras, tú lo hiciste en 8….

AnonymousAnonymous

Unos cuantos apuntes:

– Ningún isótopo de iodo ni de calcio produce radiación alfa. Esto es algo que cualquiera puede comprobar haciendo una simple búsqueda por internet, pero pero que alguien que tenga un mínimo de conocimientos de radiactividad no necesitaría ni mirar aunque no se acordase, porque el bajo número atómico de ambos elementos los descarta como emisores alfa. Por lo tanto, el comentario sobre las pastillas de iodo y calcio en la entrada de la radiación alfa es… Totalmente desacertado.

– Culombio/Kg es una unidad de Exposición, unidad que mide la ionización producida por FOTONES en aire. NO es aplicable a partículas alfa y beta, precisamente.

Está bien intentar informar a la gente y tal, pero lo suyo es informarse uno antes. Los físicos tenemos que ser lo más rigurosos que podamos a la hora de escribir sobre estas cosas, pues cualquier error que cometamos lo usarán en nuestra contra para desacreditar cualquier información que otros podamos dar luego.

Antonio M. LallenaAntonio M. Lallena

Vaya por delante que aprecio los intentos por proporcionar al común de
los mortales una cierta “cultura científica” tan exigua en nuestro
país. Pero, he leido tres veces la entrada y he pasado de la incredulidad
a la indignación casi sin solución de continuidad. Es realmente
alarmante que un profesor universitario diga lo que el Dr. Quirantes dice
en esta entrada sin haberse sentado siquiera a contrastarlo, bien
estudiando textos básicos de Física de Radiaciones, bien preguntado a
otros colegas más familiarizados con el tema de las radiaciones
ionizantes (y que, dicho sea de paso le quedan a tan sólo dos pisos de
distancia en su mismo edificio de la Facultad de Ciencias de la Universidad
de Granada). Así es que me he visto obligado a llamar la atención de los
que hayan leido esta entrada ya que está llena de errores, falsedades e
incorrecciones. Como la lista es larga sólo voy a señalar tres:

1. Dice el profesor Quirantes nada más comenzar: “Por eso a los afectados
por radiación alfa se les suele dar pastillas de iodo y de calcio. De
iodo, para evitar que el iodo radiactivo se acumule en la tiroides; y de
calcio, para evitar que los huesos absorban el isótopos radiactivos de
estroncio, elemento químicamente similar al calcio.” Esto no es cierto
por la sencilla razón de que los isótopos radiactivos más comunes de iodo
y de estroncio no son emisores alfa por lo que el procedimiento indicado
por el profesor no tiene justificación alguna.

2. Dice el profesor Quirantes: “Culombio/kg. Sirve para las radiaciones
alfa o beta (que tienen carga eléctrica), y estiman la cantidad de
partículas absorbidas por unidad de masa.” Esta es la unidad en el
sistema internacional de una magnitud que se conoce con el nombre de
exposición y que está prácticamente en desuso en la actualidad. Pero lo
que no es cierto es que “sirva” para las radiaciones alfa o beta. Justo
para estas radiaciones que están constituidas por partículas cargadas,
la exposición no tiene sentido: para medirla hay que determinar la
carga eléctrica que la radiación produce en una cierta masa de aire seco
a una presión de 1 atmósfera y 20ºC de temperatura. Hacerlo tiene
realmente sentido sólo para fotones (que no tienen carga) ya que
para partículas cargadas no puede separarse la carga generada por la
radiación de la que ésta lleva en sí misma.

3. Dice el profesor Quirantes: “Gray (Julio/kg). Similar a la anterior,
pero que engloba también a radiaciones como las gamma. Es igual a
energía por unidad de masa.” De nuevo un craso error y una incorrección.
El error es que esta unidad no es similar a la anterior. De hecho, no
tiene nada que ver. Esta es una unidad de dosis. Podría entender que
alguien que no se dedica al tema de las radiaciones pudiera confundir las
magnitudes. Pero que un profesor universitario de física diga que un
culombio es similar a un julio es muy alarmante. La incorrección: está
confundiendo la magnitud (dosis, energía por unidad de masa) con la
unidad (julio/kg en el sistema internacional). Esto también, viniendo de
un profesor universitario deja bastante que desear.

Creo que es suficiente. Pero no me resisto a señalar, antes de concluir,
que el Dr. Quirantes se olvida de mencionar entre las radiaciones
ionizantes más “peligrosas” los neutrones.

Estamos obligados a mantener una exquisita precisión en esto foros a fin de que la trasnmisión de
conocimiento sea correcta, objetiva y aséptica. Cualquier descuido hará parecer que se trata de
ocultar algo y esto es precisamente lo que se debe evitar a toda costa. Como ya he dicho antes, en
este caso hubiera bastado consultar libros de texto o acudir a los colegas o visitar Wikipedia (sin ir
más lejos). Dr. Quirantes, con su “descuidada” entrada ha hecho un flaco favor al objetivo que, no me
cabe duda, persigue con sus comentarios en este blog.

Fernando

Me gusta ver que, aunque mi comentario anterior no haya pasado el filtro de moderación, al menos sí se haya tachado los errores en el apartado de la radiación alfa que señalé…

Antonio M. LallenaAntonio M. Lallena

Vaya por delante que aprecio los intentos por proporcionar al común de los mortales una cierta “cultura científica” tan exigua en nuestro país. Pero, he leido tres veces la entrada y he pasado de la incredulidad a la indignación casi sin solución de continuidad. Ayer colgué un comentario que al parecer no tenía los méritos suficientes para pasar el filtro de la moderación. He de decir, no obstante, que algunas de las cuestiones que señalaba se han corregido. Pero como siguen quedando errores voy a seguir insistiendo con
las dos que quedan de las tres indicadas en mi anterior comentario inédito:

1. Dice el profesor Quirantes: “Culombio/kg. Sirve para las radiaciones alfa o beta (que tienen carga eléctrica), …” Esta es la unidad en el sistema internacional de una magnitud que se conoce con el nombre de
exposición y que está prácticamente en desuso en la actualidad. Pero lo que no es cierto es que “sirva” para las radiaciones alfa o beta. Justo para estas radiaciones que están constituidas por partículas cargadas, la exposición no tiene sentido: para medirla hay que determinar la carga eléctrica que la radiación produce en una cierta masa de aire seco a una presión de 1 atmósfera y 20ºC de temperatura. Hacerlo tiene realmente sentido sólo para fotones (que no tienen carga) ya que
para partículas cargadas no puede separarse la carga generada por la radiación de la que ésta lleva en sí misma.

2. Dice el profesor Quirantes: “Gray (Julio/kg). Similar a la anterior, pero que engloba también a radiaciones como las gamma. Es igual a energía por unidad de masa.” De nuevo un craso error y una incorrección. El error es que esta unidad no es similar a la anterior. De hecho, no tiene nada que ver. Esta es una unidad de dosis. Podría entender que alguien que no se dedica al tema de las radiaciones pudiera confundir las magnitudes. Pero que un profesor universitario de física diga que un culombio es similar a un julio es muy alarmante. La incorrección: está
confundiendo la magnitud (dosis, energía por unidad de masa) con la unidad (julio/kg en el sistema internacional). Esto también, viniendo de un profesor universitario deja bastante que desear.

No me resisto a señalar, antes de concluir, que el Dr. Quirantes sigue olvidándose de mencionar entre las radiaciones ionizantes más
“peligrosas” los neutrones.

Estamos obligados a mantener una exquisita precisión en esto foros a fin de que la trasnmisión de conocimiento sea correcta, objetiva y aséptica. Cualquier descuido hará parecer que se trata de ocultar algo y esto es precisamente lo que se debe evitar a toda costa. En este caso hubiera bastado consultar libros de texto básicos o acudir a los colegas (que los tiene cerca, tan sólo dos pisos más arriba en el edificio de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Granada donde tiene el Dr. Quirantes su despacho, o simplemenre visitar Wikipedia. Dr. Quirantes, con su “descuidada” entrada ha hecho un flaco favor al objetivo que, no me cabe duda, persigue con sus comentarios en este blog. Y con la censura que parece que mantiene en este blog, a la vista del último comentario y de mi propia experiencia, hace Vd. un flaco favor a la credibilidad del blog y a la suya propia.

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