Son
radiaciones ionizantes los rayos X, las radiaciones alfa, beta, gamma y la
emisión de neutrones.
La radiación
cósmica (proveniente del Sol y del espacio interestelar) también es un tipo de
radiación ionizante, pues está compuesta por radiaciones electromagnéticas y
por partículas con gran cantidad de energía. Es así como, los llamados rayos
cósmicos blandos, se componen principalmente de rayos gamma, electrones o
positrones, y la radiación cósmica primaria ( que llega a las capas más altas
de la atmósfera ) se compone fundamentalmente de protones. Cuando la radiación
cósmica interactúa con la atmósfera de la Tierra, se forman en ella átomos
radiactivos (como el Tritio y el Carbono-14) y se producen partículas alfa,
neutrones o protones.
Las
radiaciones ionizantes pueden provocar reacciones y cambios químicos con el
material con el cual interaccionan. Por ejemplo, son capaces de romper los
enlaces químicos de las moléculas o generar cambios genéticos en células
reproductoras. (FLORES BALSECA C., RADIACIONES
IONIZANTES, 2014)
CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES
ALEATORIEDAD: La interacción de la radiación con las células es una función de
probabilidad y tiene lugar al azar. Un fotón o partícula puede alcanzar a una
célula o a otra, dañarla o no dañarla y si la daña puede ser en el núcleo o en
el citoplasma.
RÁPIDO DEPÓSITO DE ENERGÍA: El depósito de energía a la célula ocurre en un tiempo muy corto, en
fracciones de millonésimas de segundo.
No
selectividad: La radiación no muestra predilección por ninguna parte o
biomolecular, es decir, la interacción no es selectiva.
INESPECIFICIDAD LESIVA: Las lesiones de las radiaciones ionizantes es siempre inespecífica o lo
que es lo mismo esa lesión puede ser producida por otras causas físicas.
Latencia: Las
alteraciones biológicas en una célula que resultan por la radiación no son
inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a esto se le llama "tiempo
de latencia" y puede ser desde unos pocos minutos o muchos años,
dependiendo de la dosis y tiempo de exposición.
RADIACIONES NO IONIZANTES.
Son aquellas
que no son capaces de producir iones al interactuar con los átomos de un
material.
Las
radiaciones no ionizantes se pueden clasificar en dos grandes grupos: los
campos de origen electromagnético y las radiaciones ópticas.
Dentro de los
campos electromagnéticos se pueden distinguir aquellos generados por las líneas
de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos. Otros ejemplos son
las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio en sus
transmisiones, y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de
las telecomunicaciones.
Entre las
radiaciones ópticas se pueden mencionar los rayos infrarrojos, la luz visible y
la radiación ultravioleta. Estas radiaciones pueden provocar calor y ciertos
efectos fotoquímicos al actuar sobre el cuerpo humano. (FLORES BALSECA C., RADIACIONES IONIZANTES, 2014)
ELEMENTOS BÁSICOS DE LA FÍSICA NUCLEAR
Es una
pequeña región central del átomo donde se encuentran distribuidos los neutrones
y protones, partículas fundamentales del núcleo, que reciben el nombre de
nucleones. La estabilidad del núcleo no puede explicarse por su acción
eléctrica. Es más, la repulsión existente entre los protones produciría su
desintegración. El hecho de que en el núcleo existan protones y neutrones es un
indicador de que debe existir otra interacción má s fuerte que la electromagnética que no está
directamente relacionada con cargas eléctricas y que es mucho más intensa. Esta
interacción se llama nuclear y es la que predomina en el núcleo. (OSTAIZA,
2016)
CONSTITUCIÓN DEL ÁTOMO Y MODELOS ATÓMICOS
La
descripción básica de la constitución atómica reconoce la existencia de
partículas con carga eléctrica negativa, llamados electrones, los cuales giran
en diversas órbitas (niveles de energía) alrededor de un núcleo central con
carga eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de
perturbaciones externas es eléctricamente neutro.
El núcleo lo
componen los protones con carga eléctrica positiva, y los neutrones que no
poseen carga eléctrica.
El tamaño de
los núcleos atómicos para los diversos elementos está comprendido entre una
cienmilésima y una diezmilésima del tamaño del átomo.
La cantidad
de protones y de electrones presentes en cada átomo es la misma. Esta cantidad
recibe el nombre de número atómico, y se designa por la letra "Z". A
la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo atómico se
le llama número másico y se designa por la letra "A".
Si designamos
por "X" a un elemento químico cualquiera, su número atómico y másico
se representa por la
siguiente
simbología: ZXA (BALSECA C. F., ELEMENTOS DE LA
FISICA NUCLEAR, 2014)
Por ejemplo,
para el Hidrogeno tenemos: 1H1.
Si bien,
todas las características anteriores de la constitución atómica hoy en día son
bastante conocidas y aceptadas, a través de la historia han surgido diversos
modelos que han intentado dar respuesta sobre la estructura del átomo. Algunos
de tales modelos son los siguientes:
EL MODELO DE
THOMSON
Thomson
sugiere un modelo atómico que tomaba en cuenta la existencia del electrón,
descubierto por él en 1897. Su modelo era estático, pues suponía que los
electrones estaban en reposo dentro del átomo y que el conjunto era
eléctricamente neutro. Con este modelo se podían explicar una gran cantidad de
fenómenos atómicos conocidos hasta la fecha. Posteriormente, el descubrimiento
de nuevas partículas y los experimentos llevado a cabo por Rutherford
demostraron la inexactitud de tales ideas. (FLORES BALSECA C., ELEMENTOS DE LA
FISICA NUCLEAR, 2014)
B) EL MODELO
DE RUTHERFORD.
Basado en los
resultados de su trabajo que demostró la existencia del núcleo atómico,
Rutherford sostiene que casi la totalidad de la masa del átomo se concentra en
un núcleo central muy diminuto de carga eléctrica positiva. Los electrones
giran alrededor del núcleo describiendo órbitas circulares. Estos poseen una
masa muy ínfima y tienen carga eléctrica negativa. La carga eléctrica del
núcleo y de los electrones se neutralizan entre sí, provocando que el átomo sea
eléctricamente neutro.
El modelo de
Rutherford tuvo que ser abandonado, pues el movimiento de los electrones
suponía una pérdida continua de energía, por lo tanto, el electrón terminaría
describiendo órbitas en espiral, precipitándose finalmente hacia el núcleo. Sin
embargo, este modelo sirvió de base para el modelo propuesto por su discípulo
Neils Bohr, marcando el inicio del estudio del núcleo atómico, por lo que a
Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear. (FLORES BALSECA C., ELEMENTOS DE LA FISICA NUCLEAR, 2014)
C) EL MODELO
DE BOHR.
El físico
danés Niels Bohr (Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones
giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se
disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes
niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior,
para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de
energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida (por
ejemplo, en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con
el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.
RADIOBIOLOGIA
Y RADIACIONES
Es la ciencia
que estudia los fenómenos que se producen en los seres vivos tras la absorción
de energía procedente de las radiaciones ionizantes.
Las dos
grandes razones que han impulsado la investigación de los efectos biológicos de
las radiaciones ionizantes son:
Protección
Radiológica: Poder utilizar esas radiaciones de forma segura en todas las
aplicaciones médicas o industriales que las requieran.
Radioterapia:
Utilización de las radiaciones ionizantes principalmente en neoplasias,
preservando al máximo los órganos críticos (tejido humano sano). (FLORES BALSECA C., ELEMENTOS DE LA FISICA NUCLEAR, 2014)
ORÍGENES DE LAS RADIACIONES IONIZANTES.
Las personas
están expuestas continuamente a radiaciones ionizantes. De estas radiaciones,
unas proceden de la propia naturaleza, sin que el hombre haya intervenido en su
producción y otras están originadas por acciones ocasionadas por el hombre.
CAUSAS NATURALES
Constituyen
el fondo radiactivo natural que puede provenir de tres causas:
- Espacio exterior (radiación
cósmica): Llegan a la Tierra cada segundo (protones (86%) y partículas
alfa (12%)). Puesto que la atmósfera absorbe parcialmente las radiaciones,
el fondo natural debido a esta causa varía con la altitud, de tal modo que
es menor a nivel del mar que en lo alto de una montaña. Para el promedio
mundial, la radiación cósmica supone un 10% de la dosis.
- Corteza terrestre: Supone
un 14% de la dosis promedio mundial.
- Organismo
humano: Principalmente isótopos de carbono y potasio, contribuyen
aproximadamente el 52% de la dosis promedio mundial.
Como
promedio, la dosis procedente del fondo natural que recibe una persona en
España es del orden de 2,4 mSv/año.
Causas
artificiales (RON PRISCILA, 2015)
Se deben a la
exposición a diversas fuentes de origen no natural, como son: exploraciones
radiológicas con fines médicos (fuente mayoritaria, dan lugar a unas dosis
sobre la población semejantes a la radiación cósmica), viajes en avión (en este
caso, la mayor dosis de radiación cósmica que se recibe son el vuelos a gran
altura), etc.
La
radiactividad es un fenómeno físico por el cual algunos cuerpos o elementos
químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de
impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, etc.
Es uno de los
grandes descubrimientos del hombre contemporáneo y, a la par que se fueron
conociendo sus efectos, también se descubrieron aplicaciones de gran utilidad,
ya que las sustancias radiactivas o los instrumentos emisores de radiaciones
ionizantes resultan insustituibles en medicina, agricultura, industria,
ciencias de la tierra, biología y otras muchas ramas.
La emisión de
radiaciones ionizantes es una característica común a muchos átomos en cuyo
núcleo el número de neutrones resulta escaso o excesivo, lo que les hace
inestables (radiactivos), por lo que sus ligaduras nucleares se transforman
buscando configuraciones más estables, a la vez que se libera energía, asociada
a la radiación emitida. (RON PRISCILA, 2015)
TIPOS DE
RADIACIONES
Según su
interacción con la materia:
- Alfa: Con
capacidad limitada de penetración en la materia, pero mucha intensidad
energética.
- Beta: Algo
más penetrantes, pero menos intensas que las radiaciones alfa.
- Gamma: Es
la radiación más penetrante de todas.
RADIACIONES: NATURALEZA Y PROPIEDADES.
Las
radiaciones electromagnéticas se caracterizan por la existencia en cada punto
del espacio en que se transmiten de un campo eléctrico y un campo magnético
relacionados entre sí. Las ondas electromagnéticas presentan una variación
periódica que se propaga en el vacío a una velocidad de 300.000 km/seg.
La radiación
electromagnética es portadora de una cantidad de energía y presenta
características específicas según la banda de frecuencias (o longitud de onda)
en que se halle inscrita. La radiación electromagnética puede propagarse sin un
soporte material, es decir, viajar por el vacío. (RON PRISCILA,
2015)
RADIOCTIVIDAD
Es un
fenómeno químico-físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos,
llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar
placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos
opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele
denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las
radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos
gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o
positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los
núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de transformarse, o
decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables.
La
radiactividad se aprovecha para la obtención de energía nuclear, se usa en
medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales
(medidas de espesores y densidades, entre otras).
La
radiactividad puede ser: Natural: manifestada por los isótopos que se
encuentran en la naturaleza.
Artificial o inducida:
manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales. (FLORES BALSECA C., 2014)
LOS RAYOS X
Designa a una
radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir
las películas fotográficas. Los actuales sistemas digitales permiten la
obtención y visualización de la imagen radiográfica directamente en una
computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de onda está
entre 10 a 0,01 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a
3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible).
Son una
radiación electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, las
ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos
ultravioletas y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma
es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen
por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía
y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los rayos X surgen
de fenómenos extranucleares, a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente
producidos por desaceleración de electrones. La energía de los rayos X en
general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma
producidos naturalmente. Los rayos X son una radiación ionizante porque al
interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es
decir, origina partículas con carga (iones).
ESTRUCTURA Y GENERACIÓN DEL TUBO DE COOLIDGE.
En 1913,
williamcoolidge realizó varias mejoras al tubo de crookes. El tubo de coolidge,
también conocido como «tubo de cátodo caliente», ha estado en uso desde
entonces con algunas modificaciones sobre el diseño básico. Funciona en un alto
vacío, de unos 10−4 pa, o 10−6 torr y los electrones son generados por emisión
termoiónica en un filamento de wolframio —el cátodo— calentado por una
corriente eléctrica. El haz de electrones emitido por el cátodo es acelerado aplicando
una diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo; al colisionar con el
ánodo, los electrones producen rayos x por los mismos procesos que en el tubo
de crookes.
El tubo de
rayos x consta de un cátodo, cuya función es emitir electrones hacia el ánodo.
En los tubos modernos, el cátodo es un filamento, habitualmente de wolframio,
calentado por medio de una corriente eléctrica de unos pocos amperios. Una
porción de los electrones que circulan por le filamento se desprenden debido al
efecto termoiónico. El haz de electrones emitido por el cátodo se acelera
mediante una fuente de alto voltaje alterna —por ejemple, entre los 30 y 150
kv— para mejorar el rendimiento de los tubos de rayos x y evitar que la
corriente fluya hacia el cátodo y destruya el filamento durante el ciclo de
voltaje inverso se usan rectificadores
LEY DE ADSORCIÓN DE
LOS RAYOS X
La absorción
de rayos x posee un comportamiento complejo debido a que la radiación x emitida
(espectro) es policromática. La absorción de la radiación x monocromática sigue
la ley de lambert, cuya expresión es:
Dónde: i =
intensidad emergente o transmitida
I0 =
intensidad incidente
M =
coeficiente de absorción
X = espesor
El
coeficiente de absorción es una constante que depende del material absorbente y
de la longitud de onda de la radiación. Cada tejido presenta un coeficiente de
absorción determinado; por ejemplo: µ hueso > µ dermis.la radio sensibilidad
varía según las condiciones del medio (temperatura, hidratación, oxigenación,
etc.) Y depende principalmente del estado funcional y de la actividad mitótica
del tejido. La radiación actúa con mayor intensidad sobre las células. (HIDALGO J. ,
2017)
RADIOPACIDAD Y
RADIOLUCIDES.
RADIOPACIDAD
Es la
capacidad que posee un determinado material de no permitir penetrar los rayos x
es decir de desviarlos al contacto con ellos, los metales nobles poseen una
gran densidad la cual le permite evitar la penetración de los rayos x siendo
claramente visibles en una radiografía esto se debe a que presentan una mayor
cantidad de masa por cm3 que atravesar. En la primera radiografía tomada por
wilhenröntgen se puede apreciar cómo se traspasan los tejidos blandos como
hueso y carne pero el anillo de bodas (oro) no es atravesado por ellos.
RADIOLUCIDES
Es aquel
término que se emplea en la acentuación de los rayos x, es decir, son tejidos
blandos y que por tanto permiten el paso de la luz. Es todo aquel cuerpo que se
deja atravesar por la energía radiante, (se ve como una zona negra.
Parte de la
radiografía procesada que está oscura o negra.una estructura radiolúcida
representa el negro en los rayos x. (HIDALGO J. , 2017)
BIBLIOGRAFIA:
FLORES BALSECA, C. (2014). RADIOACTIVIDAD. En C. FLORES, SEPARATAS DE BIOFISICA (pág. 105). GUAYAUIL.
OSTAIZA, J. (2016). ELEMENTOS BASICOS DE LA FISICA NUCLEAR.
Obtenido de
http://biofisicaug.blogspot.com/2015/08/elementos-basicos-de-la-fisica-nuclear.html#comment-form
LOAIZA PRISCILA, R. L. (2016 de 08 de 2015 ). UNIVERSIDAD
DE GUAYAQUIL . Obtenido de BIOFISICA :
http://bifisicaudg.blogspot.com/2015/08/tension-arterial-y-flujo-sanguineo.html
LOAIZA PRISCILA, R. L. (23 de 07 de 2015). UNIVERSIDAD
DE GUAYAQUIL. Obtenido de BIOFISICA: http://bifisicaudg.blogspot.com/2015/08/viscosidad-sanguinea-y-perfiles-de-flujo.html
LOAIZA PRISCILA, R. L. (23 de 07 de 2015). UNIVERSIDAD
DE GUAYAQUIL. Obtenido de BIOFISICA:
http://bifisicaudg.blogspot.com/2015/08/1.html
LOAIZA PRISCILA, R. L. (08 de 06 de 2015). UNIVERSIDAD
DE GUAYAQUIL. Obtenido de
http://bifisicaudg.blogspot.com/2015/06/origenes-de-las-radiaciones-ionizantes.html
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