Producto de fisión nuclear

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Física nuclear
Núcleo Nucleones pag norte Materia nuclear Fuerza nuclear Estructura nuclear Reacción nuclear
Modelos del núcleo Gota de liquido Modelo de capa nuclear Modelo de bosón interactuante Desde el principio
Clasificación de los nucleidos Isótopos – iguales a Z Isóbaras – iguales A Isótonos – igual a N Isodiáferas – iguales N  −  Z Isómeros : son iguales a todos los anteriores. Núcleos espejo  – Z ↔ N Estable Magia Par/impar Halo Borromeo
Estabilidad nuclear Energía de unión relación p–n Línea de goteo Isla de estabilidad Valle de estabilidad Nuclido estable
Desintegración radiactiva Alfa α Beta β 2β 0v β + Captura K/L Isómero Gamma gamma Conversión interna Fisión espontánea Desintegración del racimo Emisión de neutrones Emisión de protones Energía de desintegración Cadena de desintegración Producto de descomposición Nuclido radiogénico
Fisión nuclear Espontáneo Productos ruptura de pareja Fotofisión
Captura de procesos electrón 2× neutrón s a protón pag rp
Procesos de alta energía Espalación por rayo cósmico Fotodesintegración
Nucleosynthesis and nuclear astrophysics Nuclear fusion Processes: Stellar Big Bang Supernova Nuclides: Primordial Cosmogenic Artificial
High-energy nuclear physics Quark–gluon plasma RHIC LHC
Scientists Alvarez Becquerel Bethe A. Bohr N. Bohr Chadwick Cockcroft Ir. Curie Fr. Curie Pi. Curie Skłodowska-Curie Davisson Fermi Hahn Jensen Lawrence Mayer Meitner Oliphant Oppenheimer Proca Purcell Rabi Rutherford Soddy Strassmann Świątecki Szilárd Teller Thomson Walton Wigner
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Los productos de fisión nuclear son los fragmentos atómicos que quedan después de que un núcleo atómico grande sufre una fisión nuclear . Por lo general, un núcleo grande como el del uranio se fisiona al dividirse en dos núcleos más pequeños, junto con unos pocos neutrones , la liberación de energía térmica ( energía cinética de los núcleos) y rayos gamma . Los dos núcleos más pequeños son los productos de fisión . (Véase también Productos de fisión (por elemento) ).

Entre el 0,2% y el 0,4% de las fisiones son fisiones ternarias , que producen un tercer núcleo ligero, como helio-4 (90%) o tritio (7%).

Los productos de la fisión suelen ser inestables y, por lo tanto, radiactivos. Debido a que son relativamente ricos en neutrones para su número atómico, muchos de ellos sufren rápidamente una desintegración beta . Esto libera energía adicional en forma de partículas beta , antineutrinos y rayos gamma . Por lo tanto, los eventos de fisión normalmente dan lugar a radiación beta y gamma adicional que comienza inmediatamente después, aunque esta radiación no sea producida directamente por el evento de fisión en sí.

Los radionucleidos producidos tienen vidas medias variables y, por lo tanto, varían en radiactividad . Por ejemplo, el estroncio-89 y el estroncio-90 se producen en cantidades similares en la fisión, y cada núcleo se desintegra por emisión beta . Pero ^{el 90} Sr tiene una vida media de 30 años y ^{el 89} Sr una vida media de 50,5 días. Por lo tanto, en los 50,5 días que tarda la mitad de los átomos ^{de 89} Sr en desintegrarse, emitiendo el mismo número de partículas beta que desintegraciones, menos del 0,4% de los átomos ^{de 90} Sr se han desintegrado, emitiendo solo el 0,4% de las betas. La tasa de emisión radiactiva es más alta para los radionucleidos de vida más corta, aunque también se desintegran más rápido. Además, los productos de fisión menos estables tienen menos probabilidades de desintegrarse en nucleidos estables, y en su lugar se desintegran en otros radionucleidos, que sufren una mayor desintegración y emisión de radiación, lo que se suma a la emisión de radiación. Estos productos de fisión de vida corta son el peligro inmediato del combustible gastado, y la energía emitida por la radiación también genera un calor significativo que debe tenerse en cuenta al almacenar el combustible gastado. Como se crean cientos de radionucleidos diferentes, el nivel inicial de radiactividad se desvanece rápidamente a medida que los radionucleidos de vida corta se desintegran, pero nunca cesa por completo ya que los radionucleidos de vida más larga constituyen cada vez más los átomos inestables restantes. ^[1] De hecho, los productos de vida corta son tan predominantes que el 87 por ciento se desintegra en isótopos estables durante el primer mes después de retirarlos del núcleo del reactor. ^[2]

La suma de la masa atómica de los dos átomos producidos por la fisión de un átomo fisible es siempre menor que la masa atómica del átomo original. Esto se debe a que parte de la masa se pierde en forma de neutrones libres y, una vez que se ha eliminado la energía cinética de los productos de la fisión (es decir, los productos se han enfriado para extraer el calor proporcionado por la reacción), la masa asociada con esta energía también se pierde en el sistema y, por lo tanto, parece "faltar" en los productos de fisión enfriados.

Dado que los núcleos que pueden fisionarse fácilmente son particularmente ricos en neutrones (por ejemplo, el 61% de los nucleones del uranio-235 son neutrones), los productos iniciales de fisión suelen ser más ricos en neutrones que los núcleos estables de la misma masa que el producto de fisión (por ejemplo, el circonio -90 estable tiene un 56% de neutrones en comparación con el estroncio -90 inestable, que tiene un 58%). Por lo tanto, los productos iniciales de fisión pueden ser inestables y, por lo general, experimentan una desintegración beta para avanzar hacia una configuración estable, convirtiendo un neutrón en un protón con cada emisión beta. (Los productos de fisión no se desintegran mediante desintegración alfa ).

Algunos productos iniciales de fisión, ricos en neutrones y de corta duración, se desintegran mediante desintegración beta ordinaria (ésta es la fuente de la vida media perceptible, típicamente de unas pocas décimas de segundo a unos pocos segundos), seguida de la emisión inmediata de un neutrón por el producto hijo excitado. Este proceso es la fuente de los llamados neutrones retardados , que desempeñan un papel importante en el control de un reactor nuclear .

Las primeras desintegraciones beta son rápidas y pueden liberar partículas beta de alta energía o radiación gamma . Sin embargo, a medida que los productos de la fisión se acercan a condiciones nucleares estables, las últimas dos desintegraciones pueden tener una vida media larga y liberar menos energía.

Los productos de fisión tienen una vida media de 90 años ( samario-151 ) o menos, excepto siete productos de fisión de vida media larga que tienen una vida media de 211.100 años ( tecnecio-99 ) o más. Por lo tanto, la radiactividad total de una mezcla de productos de fisión puros disminuye rápidamente durante los primeros cientos de años (controlada por los productos de vida corta) antes de estabilizarse en un nivel bajo que cambia poco durante cientos de miles de años (controlado por los siete productos de vida media larga).

Este comportamiento de los productos de fisión puros con actínidos eliminados contrasta con la descomposición del combustible que todavía contiene actínidos . Este combustible se produce en el llamado ciclo de combustible nuclear "abierto" (es decir, sin reprocesamiento nuclear ) . Algunos de estos actínidos tienen vidas medias en el rango de los faltantes de aproximadamente 100 a 200.000 años, lo que causa algunas dificultades con los planes de almacenamiento en este rango de tiempo para combustibles no reprocesados ​​de ciclo abierto.

Los defensores de los ciclos de combustible nuclear que pretenden consumir todos sus actínidos por fisión, como el reactor rápido integral y el reactor de sal fundida , utilizan este hecho para afirmar que dentro de 200 años, sus desechos de combustible no serán más radiactivos que el mineral de uranio original . ^[3]

Los productos de fisión emiten radiación beta , mientras que los actínidos emiten principalmente radiación alfa . Muchos de cada uno de ellos también emiten radiación gamma .

Cada fisión de un átomo progenitor produce un conjunto diferente de átomos producto de la fisión. Sin embargo, si bien no es posible predecir una fisión individual, los productos de la fisión sí lo son estadísticamente. La cantidad de un isótopo particular producido por fisión se denomina rendimiento, que normalmente se expresa como porcentaje por fisión progenitora; por lo tanto, los rendimientos totales son del 200 %, no del 100 % (el total real es, de hecho, ligeramente superior al 200 %, debido a los raros casos de fisión ternaria ).

Si bien los productos de fisión incluyen todos los elementos, desde el cinc hasta los lantánidos , la mayoría de ellos se forman en dos picos. Uno de ellos se forma aproximadamente entre el estroncio y el rutenio (expresado por las masas atómicas de 85 a 105) , mientras que el otro se forma aproximadamente entre el telurio y el neodimio (expresado por las masas atómicas de 130 a 145). El rendimiento depende en cierta medida del átomo original y también de la energía del neutrón iniciador.

En general, cuanto mayor sea la energía del estado que sufre la fisión nuclear, más probable es que los dos productos de fisión tengan masas similares. Por lo tanto, a medida que aumenta la energía del neutrón y/o aumenta la energía del átomo fisible , el valle entre los dos picos se vuelve más superficial. ^[4] Por ejemplo, la curva de rendimiento en función de la masa para ²³⁹ Pu tiene un valle más superficial que el observado para ²³⁵ U cuando los neutrones son neutrones térmicos . Las curvas para la fisión de los actínidos posteriores tienden a formar valles aún más superficiales. En casos extremos como ²⁵⁹ Fm , solo se ve un pico; esto es una consecuencia de que la fisión simétrica se vuelve dominante debido a los efectos de capa . ^[5]

La figura adyacente muestra una distribución típica de productos de fisión de la fisión del uranio. Nótese que en los cálculos utilizados para hacer este gráfico, se ignoró la activación de los productos de fisión y se supuso que la fisión se producía en un único momento en lugar de en un período de tiempo. En este gráfico de barras se muestran los resultados para diferentes tiempos de enfriamiento (tiempo después de la fisión). Debido a la estabilidad de los núcleos con números pares de protones y/o neutrones , la curva de rendimiento frente al elemento no es una curva suave, sino que tiende a alternar. Nótese que la curva frente al número másico es suave. ^[6]

Se forman pequeñas cantidades de productos de fisión de forma natural como resultado de la fisión espontánea del uranio natural, que se produce a un ritmo bajo, o como resultado de neutrones procedentes de la desintegración radiactiva o de reacciones con partículas de rayos cósmicos . Las huellas microscópicas dejadas por estos productos de fisión en algunos minerales naturales (principalmente apatita y circón ) se utilizan en la datación por huellas de fisión para proporcionar las edades de enfriamiento (cristalización) de las rocas naturales. La técnica tiene un rango de datación eficaz de 0,1 Ma a >1,0 Ga, dependiendo del mineral utilizado y de la concentración de uranio en ese mineral.

Hace unos 1.500 millones de años, en un yacimiento de uranio de África, funcionó un reactor de fisión nuclear natural durante unos cientos de miles de años y produjo aproximadamente 5 toneladas de productos de fisión. Estos productos de fisión fueron importantes para demostrar que se había producido el reactor natural. Los productos de fisión se producen en las explosiones de armas nucleares , y la cantidad depende del tipo de arma. La mayor fuente de productos de fisión son los reactores nucleares . En los reactores nucleares actuales , aproximadamente el 3% del uranio del combustible se convierte en productos de fisión como subproducto de la generación de energía. La mayoría de estos productos de fisión permanecen en el combustible a menos que haya una falla del elemento combustible o un accidente nuclear , o que el combustible se reprocese .

Los reactores nucleares de fisión comerciales funcionan en un estado subcrítico que, de otro modo, se autoextinguiría rápidamente . Algunos productos de fisión se desintegran en cuestión de segundos o minutos, lo que produce neutrones retardados adicionales que son cruciales para mantener la criticidad. ^{[7] [8]} Un ejemplo es el bromo-87, con una vida media de aproximadamente un minuto. ^[9] Al funcionar en este estado crítico retardado , la potencia cambia lo suficientemente lentamente como para permitir el control humano y automático. De manera análoga a las compuertas cortafuegos que varían el movimiento de las brasas de madera hacia el nuevo combustible, las barras de control se mueven a medida que el combustible nuclear se quema con el tiempo. ^{[10] [11] [12] [13]}

En un reactor nuclear, las principales fuentes de radiactividad son los productos de fisión, junto con los actínidos y los productos de activación . Los productos de fisión constituyen la mayor parte de la radiactividad durante los primeros cientos de años, mientras que los actínidos predominan aproximadamente entre 10 ³  y 10 ⁵  años después del uso del combustible.

La mayoría de los productos de fisión se conservan cerca de sus puntos de producción. Son importantes para el funcionamiento del reactor no sólo porque algunos aportan neutrones retardados útiles para el control del reactor, sino porque algunos son venenos neutrónicos que inhiben la reacción nuclear. La acumulación de venenos neutrónicos es clave para determinar cuánto tiempo puede mantenerse un determinado elemento combustible en el reactor . La desintegración de los productos de fisión también genera calor que continúa incluso después de que el reactor se haya apagado y se haya detenido la fisión. Este calor de desintegración debe eliminarse después del apagado; la pérdida de este enfriamiento dañó los reactores de Three Mile Island y Fukushima .

Si el revestimiento de combustible que lo rodea desarrolla agujeros, los productos de fisión pueden filtrarse en el refrigerante primario . Dependiendo de la composición química, pueden asentarse dentro del núcleo del reactor o viajar a través del sistema de refrigeración y se proporcionan sistemas de control químico para eliminarlos. En un reactor de potencia bien diseñado que funciona en condiciones normales, la radiactividad del refrigerante es muy baja.

El isótopo responsable de la mayor parte de la exposición a rayos gamma en las plantas de reprocesamiento de combustible (y en el sitio de Chernóbil en 2005) es el cesio-137 . El yodo-129 es un importante isótopo radiactivo liberado por las plantas de reprocesamiento. En los reactores nucleares, tanto el cesio-137 como el estroncio-90 se encuentran en lugares alejados del combustible porque se forman por la desintegración beta de gases nobles ( xenón-137 , con una vida media de 3,8 minutos, y criptón-90 , con una vida media de 32 segundos), lo que les permite depositarse lejos del combustible, por ejemplo, en las barras de control .

Algunos productos de fisión se desintegran con la liberación de neutrones retardados , importantes para el control de los reactores nucleares.

Otros productos de fisión, como el xenón-135 y el samario-149 , tienen una sección eficaz de absorción de neutrones elevada . Dado que un reactor nuclear debe equilibrar la producción de neutrones y las tasas de absorción, los productos de fisión que absorben neutrones tienden a "envenenar" o apagar el reactor; esto se controla con venenos combustibles y barras de control. La acumulación de xenón-135 durante el apagado o el funcionamiento a baja potencia puede envenenar el reactor lo suficiente como para impedir el reinicio o interferir con el control normal de la reacción durante el reinicio o la restauración de la potencia máxima. Esto jugó un papel importante en el desastre de Chernóbil .

Las armas nucleares utilizan la fisión como fuente de energía parcial o principal. Según el diseño del arma y el lugar donde se explote, la importancia relativa de la radiactividad del producto de fisión variará en comparación con la radiactividad del producto de activación en la radiactividad total de la lluvia radiactiva.

Los productos de fisión inmediatos de la fisión de armas nucleares son básicamente los mismos que los de cualquier otra fuente de fisión, dependiendo ligeramente del nucleido en particular que se esté fisionando. Sin embargo, la escala de tiempo muy corta para la reacción hace una diferencia en la mezcla particular de isótopos producidos a partir de una bomba atómica.

Por ejemplo, la relación ¹³⁴ Cs/ ^{137 Cs proporciona un método sencillo para distinguir entre la precipitación de una bomba y los productos de fisión de un reactor de potencia. Casi no se forma} cesio-134 por fisión nuclear (porque el xenón -134 es estable). El ¹³⁴ Cs se forma por la activación neutrónica del ¹³³ Cs estable que se forma por la desintegración de isótopos en la isobara (A = 133). Por lo tanto, en una criticidad momentánea, para cuando el flujo de neutrones se vuelve cero, habrá transcurrido muy poco tiempo para que haya ^{133 Cs. Mientras que en un reactor de potencia existe mucho tiempo para que la desintegración de los isótopos en la} isobara forme ¹³³ Cs, el ¹³³ Cs así formado puede entonces activarse para formar ¹³⁴ Cs sólo si el tiempo entre el inicio y el final de la criticidad es largo.

Según el libro de texto de Jiri Hala, ^[14] la radiactividad en la mezcla de productos de fisión en una bomba atómica es causada principalmente por isótopos de vida corta como el yodo-131 y el bario-140 . Después de unos cuatro meses, el cerio-141 , el circonio-95 / niobio-95 y el estroncio-89 representan la mayor parte del material radiactivo. Después de dos a tres años, el cerio-144 / praseodimio-144 , el rutenio-106 / rodio-106 y el prometio-147 son responsables de la mayor parte de la radiactividad. Después de unos años, la radiación está dominada por el estroncio-90 y el cesio-137, mientras que en el período entre 10.000 y un millón de años es el tecnecio-99 el que domina.

Algunos productos de fisión (como ^{el 137 Cs) se utilizan en} fuentes radiactivas industriales y médicas . El ion ⁹⁹ TcO ₄ ⁻ ( pertecnetato ) puede reaccionar con las superficies de acero para formar una capa resistente a la corrosión . De esta manera, estos aniones metaloxo actúan como inhibidores de corrosión anódica : hacen que la superficie del acero sea pasiva. La formación de ⁹⁹ TcO ₂ en las superficies de acero es un efecto que retardará la liberación de ⁹⁹ Tc de los bidones de desechos nucleares y el equipo nuclear que se ha perdido antes de la descontaminación (por ejemplo, los reactores de submarinos nucleares que se han perdido en el mar).

De manera similar, la liberación de yodo radiactivo en un accidente grave de un reactor nuclear podría retardarse mediante la adsorción en superficies metálicas dentro de la planta nuclear. ^[15] Gran parte del resto del trabajo sobre la química del yodo que se produciría durante un accidente grave ya se ha realizado. ^[16]

En la fisión del uranio-235 , los productos radiactivos predominantes son los isótopos de yodo , cesio , estroncio , xenón y bario . La amenaza se hace menor con el paso del tiempo. Los lugares donde los campos de radiación alguna vez plantearon amenazas mortales inmediatas, como gran parte de la planta nuclear de Chernóbil el primer día del accidente y los sitios de la zona cero de los bombardeos atómicos estadounidenses en Japón (6 horas después de la detonación) son ahora relativamente seguros porque la radiactividad ha disminuido a un nivel bajo. Muchos de los productos de fisión se desintegran a través de isótopos de vida muy corta para formar isótopos estables , pero un número considerable de los radioisótopos tienen vidas medias más largas que un día.

La radiactividad en la mezcla de productos de fisión es causada inicialmente en su mayoría por isótopos de vida corta como ¹³¹ I y ¹⁴⁰ Ba; después de unos cuatro meses ¹⁴¹ Ce, ⁹⁵ Zr/ ⁹⁵ Nb y ⁸⁹ Sr toman la mayor parte, mientras que después de unos dos o tres años la mayor parte la toma ¹⁴⁴ Ce/ ¹⁴⁴ Pr, ¹⁰⁶ Ru/ ¹⁰⁶ Rh y ¹⁴⁷ Pm. Más tarde ⁹⁰ Sr y ¹³⁷ Cs son los principales radioisótopos, siendo reemplazados por ⁹⁹ Tc. En el caso de una liberación de radiactividad de un reactor de potencia o combustible usado, solo se liberan algunos elementos; como resultado, la firma isotópica de la radiactividad es muy diferente de una detonación nuclear al aire libre , donde todos los productos de fisión se dispersan.

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El objetivo de la preparación para emergencias radiológicas es proteger a las personas de los efectos de la exposición a la radiación después de un accidente o una bomba nuclear. La evacuación es la medida de protección más eficaz. Sin embargo, si la evacuación es imposible o incluso incierta, los refugios locales contra la radiación y otras medidas proporcionan la mejor protección. ^[18]

Al menos tres isótopos del yodo son importantes: ¹²⁹ I , ¹³¹ I (yodo radiactivo) y ^{132 I. Tanto} las pruebas nucleares al aire libre como el desastre de Chernóbil liberaron yodo-131.

Los isótopos de vida corta del yodo son particularmente dañinos porque la tiroides recoge y concentra yodo , tanto radiactivo como estable. La absorción de yodo radiactivo puede provocar efectos agudos, crónicos y retardados. Los efectos agudos de las dosis altas incluyen tiroiditis , mientras que los efectos crónicos y retardados incluyen hipotiroidismo , nódulos tiroideos y cáncer de tiroides . Se ha demostrado que el yodo activo liberado de Chernóbil y Mayak ^[19] ha provocado un aumento de la incidencia del cáncer de tiroides en la ex Unión Soviética .

Una medida que protege contra el riesgo del yodo radiactivo es tomar una dosis de yoduro de potasio (KI) antes de la exposición al yodo radiactivo. El yoduro no radiactivo "satura" la tiroides, lo que hace que se almacene menos yodo radiactivo en el cuerpo. La administración de yoduro de potasio reduce los efectos del yodo radiactivo en un 99% y es un complemento prudente y económico para los refugios antiatómicos . Una alternativa de bajo costo a las píldoras de yodo disponibles comercialmente es una solución saturada de yoduro de potasio. El almacenamiento a largo plazo del KI normalmente se realiza en forma de cristales de calidad reactiva . ^[18]

La administración de sustancias bociógenas conocidas también se puede utilizar como profilaxis para reducir la bioabsorción de yodo (ya sea el yodo-127 no radiactivo nutricional o el yodo radiactivo, yodo radiactivo, más comúnmente yodo-131 , ya que el cuerpo no puede discernir entre diferentes isótopos de yodo ). Se ha demostrado que los iones de perclorato , un contaminante común del agua en los EE. UU. debido a la industria aeroespacial , reducen la absorción de yodo y, por lo tanto, se clasifican como bociógenos . Los iones de perclorato son un inhibidor competitivo del proceso por el cual el yoduro se deposita activamente en las células foliculares tiroideas. Estudios que involucraron voluntarios adultos sanos determinaron que a niveles superiores a 0,007 miligramos por kilogramo por día (mg/(kg·d)), el perclorato comienza a inhibir temporalmente la capacidad de la glándula tiroides para absorber yodo del torrente sanguíneo ("inhibición de la absorción de yodo", por lo que el perclorato es un bociógeno conocido). ^[20] La reducción del depósito de yoduro mediante perclorato tiene efectos dobles: reducción de la síntesis excesiva de hormonas y del hipertiroidismo, por un lado, y reducción de la síntesis de inhibidores de la tiroides y del hipotiroidismo, por el otro. El perclorato sigue siendo muy útil como aplicación de dosis única en pruebas que miden la descarga de radioyoduro acumulado en la tiroides como resultado de muchas alteraciones diferentes en el metabolismo posterior del yoduro en la glándula tiroides. ^[21]

El tratamiento de la tirotoxicosis (incluida la enfermedad de Graves) con 600–2000 mg de perclorato de potasio (430–1400 mg de perclorato) al día durante períodos de varios meses o más fue una práctica común en el pasado, particularmente en Europa, ^{[20] [22]} y el uso de perclorato en dosis más bajas para tratar problemas de tiroides continúa hasta el día de hoy. ^[23] Aunque inicialmente se utilizaron 400 mg de perclorato de potasio divididos en cuatro o cinco dosis diarias y se encontró que eran eficaces, se introdujeron dosis más altas cuando se descubrió que 400 mg/día no controlaban la tirotoxicosis en todos los sujetos. ^{[20] [21]}

Los regímenes actuales para el tratamiento de la tirotoxicosis (incluida la enfermedad de Graves), cuando un paciente está expuesto a fuentes adicionales de yodo, comúnmente incluyen 500 mg de perclorato de potasio dos veces al día durante 18 a 40 días. ^{[20] [24]}

Se ha comprobado que la profilaxis con agua que contiene perclorato en concentraciones de 17 ppm , lo que corresponde a una ingesta personal de 0,5 mg/kg-día, si una persona pesa 70 kg y consume 2 litros de agua al día, reduce la captación basal de yodo radiactivo en un 67% ^[20] Esto equivale a ingerir un total de tan solo 35 mg de iones de perclorato al día. En otro estudio relacionado en el que los sujetos bebieron tan solo 1 litro de agua que contenía perclorato al día en una concentración de 10 ppm, es decir, que ingirieron diariamente 10 mg de iones de perclorato, se observó una reducción media del 38% en la captación de yodo. ^[25]

Sin embargo, cuando la absorción media de perclorato en los trabajadores de plantas de perclorato sometidos a la exposición más alta se ha estimado en aproximadamente 0,5 mg/kg-día, como en el párrafo anterior, se esperaría una reducción del 67% en la absorción de yodo. Sin embargo, los estudios de trabajadores expuestos crónicamente hasta ahora no han logrado detectar ninguna anomalía en la función tiroidea, incluida la absorción de yodo. ^{[26] Esto bien puede atribuirse a una exposición o ingesta diaria suficiente de yodo-127 saludable entre los trabajadores y a la corta} vida media biológica de 8 horas del perclorato en el cuerpo. ^[20]

Por lo tanto, bloquear por completo la absorción de yodo-131 mediante la adición intencionada de iones de perclorato al suministro de agua de una población, con dosis de 0,5 mg/kg-día, o una concentración de agua de 17 ppm, sería totalmente insuficiente para reducir realmente la absorción de yodo radiactivo. Las concentraciones de iones de perclorato en el suministro de agua de una región tendrían que ser mucho más altas, al menos 7,15 mg/kg de peso corporal por día, o una concentración de agua de 250 ppm , suponiendo que las personas beben 2 litros de agua por día, para que sean realmente beneficiosas para la población en la prevención de la bioacumulación cuando se expone a un entorno de yodo radiactivo, ^{[20] [24]} independientemente de la disponibilidad de medicamentos yodados o yodados .

La distribución continua de tabletas de perclorato o la adición de perclorato al suministro de agua tendría que continuar durante no menos de 80 a 90 días, comenzando inmediatamente después de que se detectara la liberación inicial de yodo radiactivo. Después de 80 a 90 días, el yodo-131 radiactivo liberado se habría desintegrado a menos del 0,1% de su cantidad inicial, momento en el cual el peligro de bioabsorción de yodo-131 prácticamente habría desaparecido. ^[27]

En caso de que se produzca una liberación de yodo radiactivo, la ingestión de yoduro de potasio profiláctico, si está disponible, o incluso yodato, tendría prioridad sobre la administración de perclorato y sería la primera línea de defensa para proteger a la población de una liberación de yodo radiactivo. Sin embargo, en caso de que se produjera una liberación de yodo radiactivo demasiado masiva y generalizada para poder controlarla con las limitadas existencias de yoduro y yodato como medicamentos profilácticos, la adición de iones de perclorato al suministro de agua o la distribución de tabletas de perclorato servirían como una segunda línea de defensa barata y eficaz contra la bioacumulación cancerígena de yodo radiactivo.

La ingestión de fármacos bociógenos, al igual que el yoduro de potasio, también conlleva riesgos, como el hipotiroidismo . Sin embargo, en todos estos casos, a pesar de los riesgos, los beneficios profilácticos de la intervención con yoduro, yodato o perclorato superan el grave riesgo de cáncer por la bioacumulación de yodo radiactivo en regiones donde el yodo radiactivo ha contaminado suficientemente el medio ambiente.

El accidente de Chernóbil liberó una gran cantidad de isótopos de cesio que se dispersaron en una amplia zona. ^{El 137} Cs es un isótopo que genera preocupación a largo plazo, ya que permanece en las capas superiores del suelo. Las plantas con sistemas radiculares poco profundos tienden a absorberlo durante muchos años. Por ello, la hierba y los hongos pueden transportar una cantidad considerable de ¹³⁷ Cs, que puede transferirse a los humanos a través de la cadena alimentaria .

Una de las mejores medidas contra ^{el 137C en} la ganadería lechera es mezclar el suelo arando profundamente. Esto tiene el efecto de poner el ^137C fuera del alcance de las raíces superficiales de la hierba, por lo que se reducirá el nivel de radiactividad en la hierba. Además, la eliminación de los primeros centímetros de tierra y su enterramiento en una zanja poco profunda reducirá la dosis para los seres humanos y los animales, ya que los rayos gamma del ^137C se atenuarán al pasar a través del suelo. Cuanto más profunda y remota sea la zanja, mejor será el grado de protección. Se pueden utilizar fertilizantes que contengan potasio para diluir el cesio y limitar su absorción por las plantas.

En la ganadería , otra medida contra ^{el 137} Cs es alimentar a los animales con azul de Prusia . Este compuesto actúa como un intercambiador de iones . El cianuro está tan fuertemente unido al hierro que es seguro para un ser humano consumir varios gramos de azul de Prusia por día. El azul de Prusia reduce la vida media biológica (diferente de la vida media nuclear ) del cesio. La vida media física o nuclear del ¹³⁷ Cs es de unos 30 años. El cesio en los seres humanos normalmente tiene una vida media biológica de entre uno y cuatro meses. Una ventaja adicional del azul de Prusia es que el cesio que se extrae del animal en los excrementos está en una forma que no está disponible para las plantas. Por lo tanto, evita que el cesio se recicle. La forma de azul de Prusia necesaria para el tratamiento de los animales, incluidos los seres humanos, es un grado especial. Los intentos de utilizar el grado de pigmento utilizado en las pinturas no han tenido éxito. ^[28]

La adición de cal a suelos pobres en calcio puede reducir la absorción de estroncio por las plantas. Del mismo modo, en zonas donde el suelo es pobre en potasio , la adición de un fertilizante de potasio puede desalentar la absorción de cesio por las plantas. Sin embargo, estos tratamientos con cal o potasa no deben realizarse a la ligera, ya que pueden alterar en gran medida la química del suelo , lo que provocaría un cambio en la ecología vegetal de la tierra. ^[29]

La vía más importante para la introducción de radionucleidos en el organismo es la ingestión. Los compuestos insolubles no se absorben en el intestino y sólo provocan una irradiación local antes de ser excretados. Sin embargo, las formas solubles muestran un amplio rango de porcentajes de absorción. ^[30]

• Rendimiento del producto de fisión
• Productos de fisión (por elemento)
• Productos de fisión de larga duración

Paul Reuss, Física de neutrones , cap. 2.10.2, pág. 75

• Estudios sobre la precipitación de yodo en Estados Unidos
• Gráfico en vivo de nucleidos - OIEA Mapa en color de rendimientos de productos y datos detallados haciendo clic en un nucleido.