Radiación de fondo
Medición de la radiación ionizante en el medio ambiente

La radiación de fondo es una medida del nivel de radiación ionizante presente en el ambiente en un lugar determinado que no se debe a la introducción deliberada de fuentes de radiación.

La radiación de fondo tiene su origen en diversas fuentes, tanto naturales como artificiales. Entre ellas se incluyen la radiación cósmica y la radiactividad ambiental de materiales radiactivos naturales (como el radón y el radio ), así como los rayos X médicos artificiales, la lluvia radiactiva de las pruebas de armas nucleares y los accidentes nucleares .

Definición

La Agencia Internacional de Energía Atómica define la radiación de fondo como "la dosis o la tasa de dosis (o una medida observada relacionada con la dosis o la tasa de dosis) atribuible a todas las fuentes distintas de la(s) especificada(s)". [1] Por lo tanto, se hace una distinción entre la dosis que ya está en un lugar, que se define aquí como "de fondo", y la dosis debida a una fuente introducida deliberadamente y especificada. Esto es importante cuando se toman mediciones de radiación de una fuente de radiación específica, donde el fondo existente puede afectar a esta medición. Un ejemplo sería la medición de la contaminación radiactiva en un fondo de radiación gamma, que podría aumentar la lectura total por encima de lo esperado a partir de la contaminación sola.

Sin embargo, si no se especifica ninguna fuente de radiación como motivo de preocupación, entonces la medición de la dosis de radiación total en una ubicación generalmente se denomina radiación de fondo , y este suele ser el caso cuando se mide una tasa de dosis ambiental para fines ambientales.

Ejemplos de tasas de dosis de fondo

La radiación de fondo varía según la ubicación y el tiempo, y la siguiente tabla ofrece ejemplos:

Exposición humana anual media a la radiación ionizante en milisieverts (mSv) por año
Fuente de radiaciónMundo [2]Estados Unidos [3]Japón [4]Observación
Inhalación de aire1.262.280,40Principalmente del radón , depende de la acumulación en interiores.
Ingestión de alimentos y agua0,290,280,40( potasio-40 , carbono-14 , etc.)
Radiación terrestre desde el suelo0,480,210,40Depende del suelo y del material de construcción.
Radiación cósmica del espacio0,390,330,30Depende de la altitud
subtotal (natural)2.403.101,50Grupos de población importantes reciben entre 10 y 20 mSv
Médico0,603.002.30La cifra mundial excluye la radioterapia ;
la cifra de EE.UU. corresponde principalmente a tomografías computarizadas y medicina nuclear .
Artículos de consumo–0,13cigarrillos, viajes en avión, materiales de construcción, etc.
Pruebas nucleares atmosféricas0,005–0,01pico de 0,11 mSv en 1963 y en descenso desde entonces; más alto cerca de los sitios
Exposición ocupacional0,0050,0050,01El promedio mundial para los trabajadores solamente es de 0,7 mSv, debido principalmente al radón en las minas; [2]
en Estados Unidos se debe principalmente a los trabajadores médicos y de la aviación. [3]
Accidente de Chernóbil0,002–0,01pico de 0,04 mSv en 1986 y en descenso desde entonces; más alto cerca del sitio
Ciclo del combustible nuclear0,00020,001hasta 0,02 mSv cerca de los sitios; excluye la exposición ocupacional
Otro–0,003Industrial, seguridad, medicina, educación e investigación.
subtotal (artificial)0,613.142.33
Total3.016.243.83milisieverts por año

Radiación de fondo natural

La estación meteorológica situada en el exterior del Museo de Pruebas Atómicas en un caluroso día de verano. El nivel de radiación gamma de fondo que se muestra es de 9,8  μR/h (0,82 mSv/a). Este valor está muy cerca de la radiación de fondo media mundial de 0,87 mSv/a procedente de fuentes cósmicas y terrestres.
Las cámaras de niebla utilizadas por los primeros investigadores detectaron por primera vez los rayos cósmicos y otras radiaciones de fondo. Se pueden utilizar para visualizar la radiación de fondo

El material radiactivo se encuentra en toda la naturaleza. Cantidades detectables se producen naturalmente en el suelo , las rocas, el agua, el aire y la vegetación, desde donde se inhalan e ingieren en el cuerpo. Además de esta exposición interna , los humanos también reciben exposición externa de materiales radiactivos que permanecen fuera del cuerpo y de la radiación cósmica del espacio. La dosis natural promedio mundial para los humanos es de aproximadamente 2,4  mSv (240  mrem ) por año. [2] Esto es cuatro veces la exposición promedio mundial a la radiación artificial, que en 2008 ascendió a aproximadamente 0,6 milisieverts (60  mrem ) por año. En algunos países desarrollados, como los EE. UU. y Japón, la exposición artificial es, en promedio, mayor que la exposición natural, debido a un mayor acceso a imágenes médicas . En Europa, la exposición natural de fondo promedio por país varía desde menos de 2 mSv (200 mrem) anualmente en el Reino Unido a más de 7 mSv (700 mrem) anualmente para algunos grupos de personas en Finlandia. [5]

El Organismo Internacional de Energía Atómica afirma:

"La exposición a la radiación de fuentes naturales es una característica ineludible de la vida cotidiana, tanto en el entorno laboral como en el público. En la mayoría de los casos, esta exposición tiene poca o ninguna importancia para la sociedad, pero en determinadas situaciones es necesario considerar la introducción de medidas de protección de la salud, por ejemplo, cuando se trabaja con minerales de uranio y torio y otros materiales radiactivos de origen natural ( NORM ). Estas situaciones han pasado a ser objeto de una mayor atención por parte del Organismo en los últimos años." [6]

Fuentes terrestres

La radiación terrestre , a los efectos de la tabla anterior, sólo incluye las fuentes que permanecen externas al cuerpo. Los principales radionucleidos de preocupación son el potasio , el uranio y el torio y sus productos de desintegración, algunos de los cuales, como el radio y el radón, son intensamente radiactivos pero se producen en bajas concentraciones. La mayoría de estas fuentes han ido disminuyendo, debido a la desintegración radiactiva desde la formación de la Tierra, porque actualmente no se transporta una cantidad significativa a la Tierra. Por lo tanto, la actividad actual en la Tierra del uranio-238 es sólo la mitad de lo que era originalmente debido a su vida media de 4.500  millones de años, y el potasio-40 (vida media de 1.250 millones de años) sólo tiene alrededor del 8% de la actividad original. Pero durante el tiempo que han existido los humanos, la cantidad de radiación ha disminuido muy poco.

Muchos isótopos de vida media más corta (y por lo tanto más intensamente radiactivos) no se han desintegrado en el medio ambiente terrestre debido a su producción natural continua. Ejemplos de ellos son el radio -226 (producto de la desintegración del torio-230 en la cadena de desintegración del uranio-238) y el radón-222 (un producto de la desintegración del radio -226 en dicha cadena).

El torio y el uranio (y sus derivados) sufren principalmente desintegración alfa y beta , y no son fácilmente detectables. Sin embargo, muchos de sus derivados son fuertes emisores de rayos gamma. El torio-232 es detectable a través de un pico de 239 keV del plomo-212 , 511, 583 y 2614 keV del talio-208 , y 911 y 969 keV del actinio-228 . El uranio-238 se manifiesta como picos de 609, 1120 y 1764 keV del bismuto-214 ( cf. el mismo pico para el radón atmosférico). El potasio-40 es detectable directamente a través de su pico gamma de 1461 keV. [7]

El nivel sobre el mar y otras grandes masas de agua suele ser aproximadamente una décima parte del nivel terrestre. Por el contrario, las zonas costeras (y las zonas junto a agua dulce) pueden tener una contribución adicional de sedimentos dispersos. [7]

Fuentes aerotransportadas

La mayor fuente de radiación natural de fondo es el radón en el aire , un gas radiactivo que emana del suelo. El radón y sus isótopos , radionucleidos progenitores y productos de desintegración contribuyen a una dosis inhalada media de 1,26  mSv/a (milisievert por año). El radón se distribuye de forma desigual y varía con el clima, de modo que en muchas zonas del mundo se aplican dosis mucho más altas, donde representa un importante riesgo para la salud . Se han encontrado concentraciones 500 veces superiores al promedio mundial en el interior de edificios de Escandinavia, Estados Unidos, Irán y la República Checa. [8] El radón es un producto de la desintegración del uranio, que es relativamente común en la corteza terrestre, pero está más concentrado en rocas que contienen minerales repartidas por todo el mundo. El radón se filtra de estos minerales a la atmósfera o al agua subterránea o se infiltra en los edificios. Puede inhalarse hacia los pulmones, junto con sus productos de desintegración , donde permanecerán durante un período de tiempo después de la exposición.

Aunque el radón se produce de forma natural, la exposición puede verse aumentada o disminuida por la actividad humana, en particular la construcción de viviendas. Un suelo de vivienda mal sellado o una ventilación deficiente del sótano en una casa por lo demás bien aislada pueden dar lugar a la acumulación de radón en la vivienda, exponiendo a sus residentes a altas concentraciones. La construcción generalizada de viviendas bien aisladas y selladas en el mundo industrializado del norte ha hecho que el radón se convierta en la principal fuente de radiación de fondo en algunas localidades del norte de América del Norte y Europa. [ cita requerida ] El sellado del sótano y la ventilación por succión reducen la exposición. Algunos materiales de construcción, por ejemplo, el hormigón ligero con pizarra de alumbre , yeso fosforado y toba italiana , pueden emanar radón si contienen radio y son porosos al gas. [8]

La exposición a la radiación del radón es indirecta. El radón tiene una vida media corta (4 días) y se desintegra en otros nucleidos radiactivos de la serie del radio en forma de partículas sólidas . Estas partículas radiactivas se inhalan y permanecen alojadas en los pulmones, lo que provoca una exposición continua. Por lo tanto, se supone que el radón es la segunda causa principal de cáncer de pulmón después del tabaquismo y es responsable de entre 15.000 y 22.000 muertes por cáncer al año solo en los EE. UU. [9] [ Se necesita una mejor fuente ] Sin embargo, el debate sobre los resultados experimentales opuestos aún continúa. [10]

En 1984, en el sótano de Stanley Watras se encontraron unos 100.000 Bq/m 3 de radón. [11] [12] Es posible que él y sus vecinos de Boyertown (Pensilvania , Estados Unidos) tengan el récord de viviendas más radiactivas del mundo. Las organizaciones internacionales de protección radiológica estiman que una dosis comprometida puede calcularse multiplicando la concentración equivalente de equilibrio (EEC) de radón por un factor de 8 a 9 .nSv· m3/Bq·h⁠ y la CEE del torón por un factor de 40 ⁠nSv· m3/Bq·h⁠ . [2]

La mayor parte del fondo atmosférico está causado por el radón y sus productos de desintegración. El espectro gamma muestra picos prominentes en 609, 1120 y 1764  keV , pertenecientes al bismuto-214 , un producto de desintegración del radón. El fondo atmosférico varía mucho con la dirección del viento y las condiciones meteorológicas. El radón también puede liberarse desde el suelo en ráfagas y luego formar "nubes de radón" capaces de viajar decenas de kilómetros. [7]

Radiación cósmica

Estimación de la dosis máxima de radiación recibida a una altitud de 12 km el 20 de enero de 2005, tras una violenta erupción solar. Las dosis se expresan en microsieverts por hora.

La Tierra y todos los seres vivos que la habitan reciben constantemente el bombardeo de radiación procedente del espacio exterior. Esta radiación se compone principalmente de iones con carga positiva, desde protones hasta hierro y núcleos más grandes derivados del exterior del Sistema Solar . Esta radiación interactúa con los átomos de la atmósfera para crear una lluvia de radiación secundaria en el aire, que incluye rayos X , muones , protones , partículas alfa , piones , electrones y neutrones . La dosis inmediata de radiación cósmica procede principalmente de muones, neutrones y electrones, y varía en distintas partes del mundo en función en gran medida del campo geomagnético y la altitud. Por ejemplo, la ciudad de Denver , en Estados Unidos (a 1650 metros de altitud), recibe una dosis de rayos cósmicos que es aproximadamente el doble que la de una ubicación a nivel del mar. [13] Esta radiación es mucho más intensa en la troposfera superior , a unos 10 km de altitud, y por tanto es motivo de especial preocupación para las tripulaciones de las aerolíneas y los pasajeros frecuentes, que pasan muchas horas al año en este entorno. Durante sus vuelos, las tripulaciones de las aerolíneas suelen recibir una dosis ocupacional adicional de entre 2,2 mSv (220 mrem) por año [14] y 2,19 mSv/año, [15] según diversos estudios. [16]

De manera similar, los rayos cósmicos causan una mayor exposición de fondo en los astronautas que en los humanos en la superficie de la Tierra. Los astronautas en órbitas bajas , como en la Estación Espacial Internacional o el Transbordador Espacial , están parcialmente protegidos por el campo magnético de la Tierra, pero también sufren el cinturón de radiación de Van Allen que acumula rayos cósmicos y es resultado del campo magnético de la Tierra. Fuera de la órbita baja terrestre, como la experimentada por los astronautas del Apolo que viajaron a la Luna , esta radiación de fondo es mucho más intensa y representa un obstáculo considerable para una posible exploración humana futura a largo plazo de la Luna o Marte .

Los rayos cósmicos también causan transmutación elemental en la atmósfera, en la que la radiación secundaria generada por los rayos cósmicos se combina con los núcleos atómicos de la atmósfera para generar diferentes nucleidos . Se pueden producir muchos de los llamados nucleidos cosmogénicos , pero probablemente el más notable sea el carbono-14 , que se produce por interacciones con átomos de nitrógeno . Estos nucleidos cosmogénicos finalmente alcanzan la superficie de la Tierra y pueden incorporarse a los organismos vivos. La producción de estos nucleidos varía ligeramente con las variaciones a corto plazo en el flujo de rayos cósmicos solares, pero se considera prácticamente constante en escalas largas de miles a millones de años. La producción constante, la incorporación a los organismos y la vida media relativamente corta del carbono-14 son los principios utilizados en la datación por radiocarbono de materiales biológicos antiguos, como artefactos de madera o restos humanos.

La radiación cósmica a nivel del mar se manifiesta generalmente en forma de rayos gamma de 511 keV, provenientes de la aniquilación de positrones creados por reacciones nucleares de partículas de alta energía y rayos gamma. A mayores altitudes también se produce la contribución de un espectro continuo de radiación de frenado . [7]

Comida y agua

Dos de los elementos esenciales que componen el cuerpo humano, a saber, el potasio y el carbono, tienen isótopos radiactivos que aumentan significativamente nuestra dosis de radiación de fondo. Un humano promedio contiene alrededor de 17 miligramos de potasio -40 ( 40 K) y alrededor de 24 nanogramos (10 −9  g) de carbono-14 ( 14 C), [17] (vida media de 5.730 años). Excluyendo la contaminación interna por material radiactivo externo, estos dos son los componentes más grandes de la exposición a la radiación interna de los componentes biológicamente funcionales del cuerpo humano. Aproximadamente 4.000 núcleos de 40 K [18] se desintegran por segundo, y una cantidad similar de 14 C. La energía de las partículas beta producidas por 40 K es aproximadamente 10 veces mayor que la de las partículas beta de la desintegración de 14 C.

El 14 C está presente en el cuerpo humano en un nivel de aproximadamente 3700 Bq (0,1 μCi) con una vida media biológica de 40 días. [19] Esto significa que hay alrededor de 3700 partículas beta por segundo producidas por la desintegración del 14 C. Sin embargo, un átomo de 14 C está en la información genética de aproximadamente la mitad de las células, mientras que el potasio no es un componente del ADN . La desintegración de un átomo de 14 C dentro del ADN de una persona ocurre aproximadamente 50 veces por segundo, cambiando un átomo de carbono a uno de nitrógeno . [20]

La dosis interna media global de radionucleidos distintos del radón y sus productos de desintegración es de 0,29 mSv/a, de los cuales 0,17 mSv/a provienen de 40 K, 0,12 mSv/a provienen de las series de uranio y torio, y 12 μSv/a provienen de 14 C. [2]

Áreas con alta radiación natural de fondo

Algunas áreas tienen dosis mayores que los promedios nacionales. [21] En el mundo en general, los sitios con antecedentes naturales excepcionalmente altos incluyen Ramsar en Irán, Guarapari en Brasil, Karunagappalli en India, [22] Arkaroola en Australia [23] y Yangjiang en China. [24]

El nivel más alto de radiación puramente natural jamás registrado en la superficie de la Tierra fue de 90 μGy/h en una playa negra brasileña ( areia preta en portugués) compuesta de monacita . [25] Esta tasa se convertiría a 0,8 Gy/a para una exposición continua durante todo el año, pero de hecho los niveles varían estacionalmente y son mucho más bajos en las residencias más cercanas. La medición récord no se ha duplicado y se omite en los últimos informes de UNSCEAR. Las playas turísticas cercanas en Guarapari y Cumuruxatiba se evaluaron posteriormente en 14 y 15 μGy/h. [26] [27] Nótese que los valores citados aquí están en Grays . Para convertir a Sieverts (Sv) se requiere un factor de ponderación de la radiación; estos factores de ponderación varían de 1 (beta y gamma) a 20 (partículas alfa).

La radiación de fondo más alta en una zona habitada se encuentra en Ramsar , debido principalmente al uso de piedra caliza local naturalmente radiactiva como material de construcción. Los 1000 residentes más expuestos reciben una dosis de radiación externa efectiva promedio de 6 mSv (600 mrem) por año, seis veces el límite recomendado por la CIPR para la exposición del público a fuentes artificiales. [28] Además, reciben una dosis interna sustancial de radón. Se encontraron niveles de radiación récord en una casa donde la dosis efectiva debido a los campos de radiación ambiental fue de 131 mSv (13,1 rem) por año, y la dosis interna comprometida de radón fue de 72 mSv (7,2 rem) por año. [28] Este caso único es más de 80 veces mayor que la exposición humana natural promedio mundial a la radiación.

Se están realizando estudios epidemiológicos para identificar los efectos sobre la salud asociados con los altos niveles de radiación en Ramsar. Es demasiado pronto para sacar conclusiones inequívocas y estadísticamente significativas. [28] Si bien hasta ahora sólo se ha observado apoyo a los efectos beneficiosos de la radiación crónica (como una mayor esperanza de vida) en unos pocos lugares, [28] al menos un estudio sugiere un efecto protector y adaptativo, cuyos autores advierten, no obstante, que los datos de Ramsar aún no son lo suficientemente sólidos como para relajar los límites de dosis reglamentarios existentes. [29] Sin embargo, los análisis estadísticos recientes indican que no existe correlación entre el riesgo de efectos negativos para la salud y un nivel elevado de radiación natural de fondo. [30]

Fotoeléctrico

Las dosis de radiación de fondo en la proximidad inmediata de partículas de materiales de alto número atómico, dentro del cuerpo humano, tienen un pequeño aumento debido al efecto fotoeléctrico . [31]

Fondo de neutrones

La mayor parte del fondo natural de neutrones es un producto de los rayos cósmicos que interactúan con la atmósfera. La energía de los neutrones alcanza un máximo en torno a 1 MeV y desciende rápidamente por encima de esa cifra. A nivel del mar, la producción de neutrones es de unos 20 neutrones por segundo por kilogramo de material que interactúa con los rayos cósmicos (o, aproximadamente, entre 100 y 300 neutrones por metro cuadrado por segundo). El flujo depende de la latitud geomagnética, con un máximo cerca de los polos magnéticos. En los mínimos solares, debido a un menor blindaje del campo magnético solar, el flujo es aproximadamente el doble de alto que el máximo solar. También aumenta drásticamente durante las erupciones solares. En las proximidades de objetos más grandes y pesados, por ejemplo, edificios o barcos, el flujo de neutrones es mayor; esto se conoce como "firma de neutrones inducida por rayos cósmicos" o "efecto barco", ya que se detectó por primera vez en barcos en el mar. [7]

Radiación de fondo artificial

Imágenes que muestran campos de radiación ambiental de 0,120–0,130 μSv/h (1,05–1,14 mSv/a) en una central nuclear. Esta lectura incluye el fondo natural de fuentes cósmicas y terrestres.

Pruebas nucleares atmosféricas

Dosis tiroideas per cápita en los Estados Unidos continentales resultantes de todas las vías de exposición de todas las pruebas nucleares atmosféricas realizadas en el sitio de pruebas de Nevada entre 1951 y 1962.
Pulso atmosférico de bombas de 14 C en Nueva Zelanda [32] y Austria [33] . La curva de Nueva Zelanda es representativa del hemisferio sur, la curva de Austria es representativa del hemisferio norte. Las pruebas de armas nucleares atmosféricas casi duplicaron la concentración de 14 C en el hemisferio norte. [34]

Las frecuentes explosiones nucleares en la superficie entre los años 1940 y 1960 dispersaron una cantidad sustancial de contaminación radiactiva . Parte de esta contaminación es local, lo que hace que el entorno inmediato sea altamente radiactivo, mientras que otra parte se transporta a mayores distancias en forma de lluvia radiactiva ; parte de este material se dispersa por todo el mundo. El aumento de la radiación de fondo debido a estas pruebas alcanzó su punto máximo en 1963, con alrededor de 0,15 mSv por año en todo el mundo, o aproximadamente el 7% de la dosis de fondo promedio de todas las fuentes. El Tratado de Prohibición Limitada de Ensayos Nucleares de 1963 prohibió los ensayos en la superficie, por lo que para el año 2000 la dosis mundial de estas pruebas había disminuido a solo 0,005 mSv por año. [35]

Estas consecuencias globales han causado hasta 2,4 millones de muertes hasta 2020. [36]

Exposición ocupacional

La Comisión Internacional de Protección Radiológica recomienda limitar la exposición a la radiación ocupacional a 50 mSv (5 rem) por año y 100 mSv (10 rem) en 5 años. [37]

Sin embargo, la radiación de fondo para dosis ocupacionales incluye la radiación que no se mide con instrumentos de medición de dosis de radiación en condiciones de exposición ocupacional potenciales. Esto incluye tanto la "radiación de fondo natural" fuera del lugar de trabajo como cualquier dosis de radiación médica. Este valor no suele medirse ni conocerse a partir de encuestas, de modo que no se conocen las variaciones en la dosis total para trabajadores individuales. Esto puede ser un factor de confusión importante a la hora de evaluar los efectos de la exposición a la radiación en una población de trabajadores que pueden tener dosis de radiación de fondo natural y médica significativamente diferentes. Esto es más significativo cuando las dosis ocupacionales son muy bajas.

En una conferencia del OIEA celebrada en 2002, se recomendó que las dosis ocupacionales inferiores a 1-2 mSv por año no justifican un escrutinio reglamentario. [38]

Accidentes nucleares

Nivel de radiación en una variedad de situaciones, desde actividades normales hasta accidentes nucleares. Cada nivel superior en la escala indica un aumento de diez veces en el nivel de radiación.

En circunstancias normales, los reactores nucleares liberan pequeñas cantidades de gases radiactivos, que provocan pequeñas exposiciones a la radiación en la población. Los sucesos clasificados como incidentes en la Escala Internacional de Sucesos Nucleares no suelen liberar ninguna sustancia radiactiva adicional al medio ambiente. Las grandes liberaciones de radiactividad de los reactores nucleares son extremadamente raras. Hasta el día de hoy, ha habido dos accidentes civiles importantes –el accidente de Chernóbil y los accidentes nucleares de Fukushima I– que causaron una contaminación considerable. El accidente de Chernóbil fue el único que causó muertes inmediatas.

Las dosis totales del accidente de Chernóbil oscilaron entre 10 y 50 mSv a lo largo de 20 años para los habitantes de las zonas afectadas, la mayor parte de las cuales se recibieron en los primeros años posteriores al desastre, y más de 100 mSv para los liquidadores . Hubo 28 muertes por síndrome de radiación aguda . [39]

Las dosis totales de los accidentes de Fukushima I oscilaron entre 1 y 15 mSv para los habitantes de las zonas afectadas. Las dosis para la tiroides de los niños fueron inferiores a 50 mSv. 167 trabajadores de limpieza recibieron dosis superiores a 100 mSv, y ​​6 de ellos recibieron más de 250 mSv (el límite de exposición japonés para los trabajadores de respuesta a emergencias). [40]

La dosis media del accidente de Three Mile Island fue de 0,01 mSv. [41]

No civiles : Además de los accidentes civiles descritos anteriormente, varios accidentes en las primeras instalaciones de armas nucleares (como el incendio de Windscale , la contaminación del río Techa por los desechos nucleares del complejo de Mayak y el desastre de Kyshtym en el mismo complejo) liberaron una importante radiactividad al medio ambiente. El incendio de Windscale provocó dosis tiroideas de entre 5 y 20 mSv para adultos y de entre 10 y 60 mSv para niños. [42] Se desconocen las dosis de los accidentes de Mayak.

Ciclo del combustible nuclear

La Comisión Reguladora Nuclear , la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos y otras agencias estadounidenses e internacionales exigen que los licenciatarios limiten la exposición a la radiación de miembros individuales del público a 1  mSv (100 m rem ) por año.

Fuentes de energía

Según la evaluación del ciclo de vida de la CEPE , casi todas las fuentes de energía dan lugar a algún nivel de exposición ocupacional y pública a los radionucleidos como resultado de su fabricación o de su funcionamiento. En la siguiente tabla se utilizan los valores de man· Sievert /GW-año: [43]

FuentePúblicoOcupacional
Energía nuclear0,434.5
Carbón (moderno)0,711
Carbón (más antiguo)1.411
Gas natural0,10,02
Aceite0,00030,15
Geotermia1–200,05
Energía solar0,8
Energía eólica0,1
Biomasa0,01

Quema de carbón

Las plantas de carbón emiten radiación en forma de cenizas volantes radiactivas que son inhaladas e ingeridas por las plantas vecinas y se incorporan a los cultivos. Un artículo de 1978 del Laboratorio Nacional de Oak Ridge estimó que las plantas de energía a carbón de esa época pueden contribuir con una dosis comprometida para todo el cuerpo de 19 μSv/a a sus vecinas inmediatas en un radio de 500 m. [44] El informe de 1988 del Comité Científico de las Naciones Unidas para los Efectos de las Radiaciones Atómicas estimó que la dosis comprometida a 1 km de distancia era de 20 μSv/a para las plantas más antiguas o de 1 μSv/a para las plantas más nuevas con una mejor captura de cenizas volantes, pero no pudo confirmar estas cifras mediante pruebas. [45] Cuando se quema carbón, se liberan uranio, torio y todos los descendientes del uranio acumulados por desintegración (radio, radón, polonio). [46] Los materiales radiactivos previamente enterrados bajo tierra en depósitos de carbón se liberan en forma de cenizas volantes o, si se capturan, pueden incorporarse al hormigón fabricado con cenizas volantes.

Otras fuentes de absorción de dosis

Médico

La exposición humana media mundial a la radiación artificial es de 0,6 mSv/a, principalmente procedente de imágenes médicas . Este componente médico puede ser mucho mayor, con un promedio de 3 mSv al año en toda la población de los EE. UU. [3] Otros factores que contribuyen a la exposición humana son el tabaquismo, los viajes en avión, los materiales de construcción radiactivos, las pruebas históricas de armas nucleares, los accidentes de energía nuclear y el funcionamiento de la industria nuclear.

Una radiografía de tórax típica proporciona una dosis efectiva de 20 μSv (2 mrem). [47] Una radiografía dental proporciona una dosis de 5 a 10 μSv. [48] Una tomografía computarizada proporciona una dosis efectiva para todo el cuerpo que varía de 1 a 20 mSv (100 a 2000 mrem). El estadounidense promedio recibe alrededor de 3 mSv de dosis médica de diagnóstico por año; los países con los niveles más bajos de atención médica no reciben casi nada. El tratamiento con radiación para diversas enfermedades también representa alguna dosis, tanto en las personas como en quienes las rodean.

Artículos de consumo

Los cigarrillos contienen polonio-210 , que se origina a partir de los productos de descomposición del radón, que se adhieren a las hojas de tabaco . Fumar mucho da como resultado una dosis de radiación de 160 mSv/año en puntos localizados en las bifurcaciones de los bronquios segmentarios en los pulmones debido a la descomposición del polonio-210. Esta dosis no es fácilmente comparable con los límites de protección radiológica, ya que estos últimos se refieren a dosis para todo el cuerpo, mientras que la dosis del tabaquismo se administra a una porción muy pequeña del cuerpo. [49]

Metrología de la radiación

En un laboratorio de metrología de radiación, la radiación de fondo se refiere al valor medido de cualquier fuente incidental que afecte a un instrumento cuando se mide una muestra de fuente de radiación específica. Esta contribución de fondo, que se establece como un valor estable mediante múltiples mediciones, generalmente antes y después de la medición de la muestra, se resta de la tasa medida cuando se mide la muestra.

Esto está de acuerdo con la definición de fondo del Organismo Internacional de Energía Atómica como "Dosis o tasa de dosis (o una medida observada relacionada con la dosis o tasa de dosis) atribuible a todas las fuentes distintas de las especificadas. [1]

El mismo problema ocurre con los instrumentos de protección radiológica, donde la lectura de un instrumento puede verse afectada por la radiación de fondo. Un ejemplo de esto es un detector de centelleo utilizado para el control de la contaminación de superficies. En un fondo gamma elevado, el material del centelleador se verá afectado por la radiación de fondo, que se sumará a la lectura obtenida de cualquier contaminación que se esté controlando. En casos extremos, hará que el instrumento quede inutilizable, ya que el fondo inunda el nivel inferior de radiación de la contaminación. En tales instrumentos, el fondo se puede controlar continuamente en el estado "Listo" y se puede restar de cualquier lectura obtenida cuando se utiliza en el modo "Medición".

La medición regular de la radiación se lleva a cabo en múltiples niveles. Las agencias gubernamentales recopilan lecturas de radiación como parte de los mandatos de monitoreo ambiental, a menudo poniendo las lecturas a disposición del público y, a veces, casi en tiempo real. Los grupos de colaboración y los individuos privados también pueden poner las lecturas en tiempo real a disposición del público. Los instrumentos utilizados para la medición de la radiación incluyen el tubo Geiger-Müller y el detector de centelleo . El primero suele ser más compacto y asequible y reacciona a varios tipos de radiación, mientras que el segundo es más complejo y puede detectar energías y tipos de radiación específicos. Las lecturas indican los niveles de radiación de todas las fuentes, incluido el fondo, y las lecturas en tiempo real en general no están validadas, pero la correlación entre detectores independientes aumenta la confianza en los niveles medidos.

Lista de sitios gubernamentales de medición de radiación en tiempo casi real que emplean múltiples tipos de instrumentos:

  • Europa y Canadá: Plataforma Europea de Intercambio de Datos Radiológicos (EURDEP) Mapa simple de tasas de dosis gamma
  • EE.UU.: Datos de laboratorio y casi en tiempo real de EPA Radnet por estado

Lista de sitios internacionales de medición colaborativa/privada en tiempo casi real que emplean principalmente detectores Geiger-Muller:

  • Mapa GMC: http://www.gmcmap.com/ (mezcla de estaciones detectoras con datos antiguos y algunas de tiempo casi real)
  • Red: http://www.netc.com/
  • Radmon: http://www.radmon.org/
  • Red de radiación: http://radiationnetwork.com/
  • Radioactive@Home: http://radioactiveathome.org/map/ Archivado el 29 de marzo de 2016 en Wayback Machine.
  • Safecast: http://safecast.org/tilemap (los círculos verdes son detectores en tiempo real)
  • Monitoreo de uRad: http://www.uradmonitor.com/

Véase también

Referencias

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