Cada átomo contiene el mismo número de protones cargados positivamente y de electrones cargados negativamente.
Al eliminar un electrón de un átomo, éste se convierte en un ion cargado positivamente.
La radiación de ionización se llama así porque ioniza los átomos que atraviesa.
Ionizar algo es convertir un átomo normal en un ion.
¿Listo para saber más? ¡Sigue leyendo!
La radiación ionizante: Definición
Empecemos por recapitular la radiación en sí.
Laradiación es el proceso de emisión de energía a través de ondas o partículas.
Ahora que ya conocemos el término, vamos a conocer la definición de radiación ionizante.
La radiaciónionizante es una forma de radiación con energía suficiente para eliminar los electrones de los átomos que atraviesa.
La radiación ionizante convierte los átomos normales en iones positivos.
Radiación ionizante frente a radiación no ionizante
No todas las radiaciones son ionizantes. Volvamos a la Física de GCSE y al espectro electromagnético.
El espectro electromagnético abarca la gama de longitudes de onda de la radiación.
Las longitudes de onda de la radiación disminuyen del lado izquierdo al derecho.
| Propiedad | Definición | Lado izquierdo | Lado derecho |
| Longitud de onda | Longitud de una onda (medida en metros). | Más larga | Más corta |
| Frecuencia | Número de ondas producidas por segundo (medido en hercios). | Más baja | Superior |
| Energía | Cantidad de energía que transporta la onda. | Inferior | Superior |
Independientemente de la longitud de onda, todas las radiaciones electromagnéticas viajan a la misma velocidad: 300.000 kilómetros por segundo.
La energía de la radiación es directamente proporcional a su frecuencia; por tanto, inversamente proporcional a su longitud de onda.
La energía de una onda electromagnética puede calcularse mediante la ecuación E = f h, donde:
- E: energía
- f: longitud de onda
- h: Constante de Planck(6,62607015 x 10-34 Julios-segundo).
No te preocupes, ¡no tendrás que hacer ningún cálculo con la constante de Planck durante los exámenes!
Existen siete tipos de radiación electromagnética. Por orden de longitud de onda decreciente, (y energía creciente) son:
Ondas de radio
Microondas
Radiación infrarroja
Luz visible
Radiación ultravioleta
Rayos X
Rayos Gamma
Las ondas de radio, las microondas, la radiación infrarroja y la luz visible se consideran no ionizantes. Tienen una frecuencia más baja, por lo que tienen menos energía que las radiaciones ionizantes.
La radiación ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma se consideran ionizantes. A diferencia de las radiaciones no ionizantes, las radiaciones ionizantes pueden alterar las moléculas de nuestro cuerpo.
Tipos de radiaciones ionizantes
Hemos aprendido que los tres tipos de radiaciones ionizantes son la radiación ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma. Pasemos a detallar cada tipo.
| Radiación | Longitudes de onda | Frecuencias (hercios) | Usos |
| Ultravioleta | 400 nm a 1 nm | 1015 a1017 |
|
| Rayos X | 1 nm a 1 pm | 1017 a 1020 |
|
| Gamma | < 1 pm | 1020 a 1024 |
|
Nanómetros (nm) 10-9 metros
Picómetros (pm): 10-12 metros
Usos y ejemplos de radiación ionizante
Las radiaciones ionizantes de alta energía son importantes en diversas industrias.
Armas nucleares
Cuando un neutrón libre choca con el núcleo de un material radiactivo (por ejemplo, el uranio), desencadena una reacción en cadena de desintegración nuclear, liberando neutrones y grandes cantidades de radiación ionizante. Las armas nucleares, como las bombas atómicas, explotan las reacciones en cadena de fisión nuclear, produciendo una explosión atómica.
Lafisión nuclear es una reacción en la que el núcleo de un átomo se divide en múltiples núcleos más pequeños, liberando radiación ionizante.
Las armas nucleares sólo se han utilizado dos veces. En agosto de 1945, EEUU lanzó dos bombas atómicas sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki. Las bombas aniquilaron la infraestructura de ambas ciudades y mataron hasta 215.000 personas, incluidas las que murieron directamente a causa de la bomba y las que sufrieron problemas de salud a largo plazo asociados a la radiación.
Figura 2 - La cúpula de la bomba atómica de Hiroshima es la única estructura que quedó en pie tras la detonación de armas nucleares en 1945. Fuente: unsplash.com
Energía nuclear
La energía nuclear también aprovecha las reacciones en cadena de las fisiones nucleares, pero utilizando la energía producida para generar electricidad. La energía liberada por la desintegración nuclear del uranio o el plutonio se utiliza para convertir el agua en vapor. El vapor viaja a través de turbinas, que accionan un generador, convirtiendo la energía cinética de la turbina en electricidad.
Propulsión de barcos
La radiación de ionización podría constituir una fuente de propulsión sin carbono para los barcos. La reacción en cadena controlada de la desintegración nuclear libera grandes cantidades de energía. La tecnología a bordo del barco transfiere esta energía a un refrigerante, que se utiliza para generar energía de propulsión.
Fabricación e industria
La radiación ionizante se utiliza con frecuencia en la fabricación y la industria, entre otras cosas:
Desinfección del agua potable
Comprobación de defectos en fundiciones y soldaduras metálicas
Localizar combustibles fósiles y minerales para extraerlos
Hacer reflectantes las señales
Fabricar utensilios de cocina antiadherentes
Crear ropa sin arrugas
Sanidad
La radiación gamma se utiliza para esterilizar equipos médicos sin utilizar calor. También es importante en muchas prácticas de diagnóstico y tratamiento.
Los rayos X se utilizan para detectar y diagnosticar fracturas óseas.
La radioterapia utiliza dosis dirigidas de radiación gamma para destruir tumores en el cuerpo.
Los trazadores que contienen isótopos radiactivos se utilizan para que los tejidos blandos aparezcan en las imágenes médicas e indiquen obstrucciones tisulares.
Agricultura y producción de alimentos
La industria agrícola expone las plantas a radiaciones ionizantes para controlar las poblaciones de insectos, reduciendo así la demanda de pesticidas contaminantes.
La fruta fresca se expone a menudo a radiaciones ionizantes procedentes de un isótopo de cobalto-60. Los rayos gamma emitidos por el cobalto destruyen las bacterias presentes en la fruta, sin contaminarla ni dañarla en modo alguno.
La pasteurización por irradiación expone la leche a radiaciones ionizantes, que matan las bacterias sin utilizar calor.
Peligros de las radiaciones ionizantes
La exposición a radiaciones ionizantes puede causar problemas de salud. La radiación de alta energía elimina electrones de los átomos, creando moléculas inestables llamadas radicales libres. Los radicales libres son muy reactivos y dañan las células y el ADN del organismo:
Degeneración celular
Envejecimiento
Mutagénesis - mutaciones genéticas
Carcinogénesis - transformación de células normales en células cancerosas
Consecuencias para la salud causadas por los radicales libres
El daño celular causado por los radicales libres provoca una serie de consecuencias para la salud.
Enfermedad por radiación
La exposición a una dosis aguda de radiaciones ionizantes puede causar enfermedad por radiación. Los síntomas incluyen
Náuseas
Vómitos
Diarrea
Daños en la piel
Hemorragia (sangrado de un vaso sanguíneo dañado)
Caída del pelo
Problemas del sistema inmunitario
Cáncer
El daño causado por los radicales libres puede desencadenar la carcinogénesis. Alternativamente, las células dañadas pueden ser incapaces de repararse a sí mismas, provocando cáncer a largo plazo.
Las dosis de radiación superiores a 100 mSv (milisieverts) se han asociado a un mayor riesgo de cáncer en etapas posteriores de la vida.
Incluso niveles elevados de exposición a la luz solar (que contiene radiación UV) se asocian a cáncer de piel en etapas posteriores de la vida.
Figura 3 - Células de melanoma metastásico al microscopio. Esta enfermedad se produce cuando las células cancerosas del melanoma (causadas por la exposición a la radiación ultravioleta ionizante) se extienden al resto del cuerpo. Fuente: unsplash.com
Efectos hereditarios
Si una mujer embarazada se expone a radiaciones ionizantes, éstas pueden afectar al feto. Los efectos incluyen retraso del crecimiento, deformidades, anomalías cerebrales y un mayor riesgo de cáncer.
Radiación ionizante: Normativa británica
Debido a los riesgos para la salud de la radiación ionizante, está regulada cuidadosamente.
La Normativa sobre Radiaciones Ionizantes de 2017 (abreviada IRR17) es la principal legislación que regula la exposición a las radiaciones ionizantes en el Reino Unido. Cualquier empresario o industria donde se utilicen radiaciones ionizantes debe cumplir la IRR17.
Todos los empresarios deben mantener la exposición a las radiaciones ionizantes lo más baja posible. Las exposiciones no deben superar los límites de dosis especificados de
20 mSv en un año natural
O 100 mSv en cinco años consecutivos, con una dosis máxima de 50 mSv en un solo año.
Además, es importante tener en cuenta que la energía nuclear genera grandes cantidades de residuos radiactivos. Éstos deben eliminarse con cuidado para evitar la contaminación.
Espero que este artículo te haya explicado la radiación de ionización. Recuerda que es una forma de radiación con energía suficiente para eliminar los electrones de los átomos que atraviesa. La radiación ionizante es útil en diversas industrias. Sin embargo, la exposición a grandes cantidades de radiación ionizante puede ser peligrosa, por lo que se regula cuidadosamente.
Radiación ionizante - Aspectos clave
- La radiación ionizante es una forma de radiación con energía suficiente para eliminar los electrones de los átomos que atraviesa. Tiene más energía, una frecuencia más alta, pero una longitud de onda menor que la radiación no ionizante.
- Entre los tipos de radiación ionizante están la radiación ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.
- Los usos de la radiación ionizante incluyen las armas nucleares, la energía nuclear, la propulsión de barcos, la fabricación y la industria, la asistencia sanitaria y la agricultura y producción de alimentos.
- La exposición a las radiaciones ionizantes provoca la formación de radicales libres, que dañan las células. El daño celular asociado provoca problemas de salud como la enfermedad por radiación, el cáncer y efectos hereditarios.
- Por ello, las radiaciones ionizantes se regulan cuidadosamente mediante la Normativa sobre Radiaciones Ionizantes de 2017. Las personas que trabajan con radiaciones no deben superar los límites de dosis especificados, y los residuos radiactivos deben eliminarse con cuidado.
1. Museo Americano de Historia Natural, Velocidad Constante, 2022
2. History.com, Bombardeo de Hiroshima y Nagasaki, 2022
3. Patrick J. Kiger, ¿Qué es la constante de Planck y por qué el Universo depende de ella?, Cómo funcionan las cosas, 2019
4. Gobierno del Reino Unido, The Ionising Radiations Regulations 2017, 2017
5. Universidad de Tennessee, El espectro EM, 2022
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