Radiación de fondo

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

La radiación de fondo proviene de diversas fuentes, tanto naturales como artificiales. Estas incluyen la radiación cósmica y la radiactividad ambiental de material radiactivo de origen natural (como el radón y el radio), así como fuentes artificiales como las radiografías médicas, la lluvia radiactiva de pruebas de armas nucleares y los accidentes nucleares.

Definición

La radiación de fondo es definida por la Organismo Internacional de Energía Atómica 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 distingue entre la dosis ya presente en un lugar, definida aquí como «de fondo», y la dosis debida a una fuente específica introducida deliberadamente. Esto es importante cuando se realizan mediciones de radiación de una fuente específica, ya que la radiación de fondo existente puede afectar la medición. Un ejemplo sería la medición de contaminación radiactiva en un fondo de radiación gamma, que podría aumentar la lectura total por encima de lo esperado solo por la contaminación.

Sin embargo, si no se especifica ninguna fuente de radiación como de interés, la medición total de la dosis de radiación en un lugar generalmente se denomina radiación de fondo, y este suele ser el caso cuando se mide la tasa de dosis ambiental para fines medioambientales.

Ejemplos

La radiación de fondo varía según el lugar y el tiempo. La siguiente tabla proporciona ejemplos:

Exposición humana anual promedio a la radiación ionizante en milisieverts (mSv) por año
Fuente de radiación Mundo[2]​ EE. UU.[3]​ Japón[4]​ Observación
Inhalación de aire 1.26 2.28 0.40 principalmente por radón, depende de la acumulación en interiores
Ingestión de alimentos y agua 0.29 0.28 0.40 (potasio-40, carbono-14, etc.)
Radiación terrestre de fondo desde el suelo 0.48 0.21 0.40 depende del suelo y del material de construcción
Radiación cósmica desde el espacio 0.39 0.33 0.30 depende de la altitud
Subtotal (natural) 2.40 3.10 1.50 grupos poblacionales considerables reciben 10–20 mSv
Médica 0.60 3.00 2.30 la cifra mundial excluye la radioterapia;
la cifra de EE. UU. proviene principalmente de tomografía computarizadas y medicina nuclear.
Productos de consumo – 0.13 cigarrillos, viajes aéreos, materiales de construcción, etc.
Pruebas nucleares atmosféricas 0.005 – 0.01 pico de 0.11 mSv en 1963 y en declive desde entonces; mayor cerca de los sitios
Exposición ocupacional 0.005 0.005 0.01 promedio mundial solo para trabajadores es de 0.7 mSv, principalmente por radón en minas;[2]​
en EE. UU. se debe principalmente a trabajadores médicos y de aviación.[3]​
Accidente de Chernóbil 0.002 – 0.01 pico de 0.04 mSv en 1986 y en declive desde entonces; mayor cerca del sitio
Ciclo de combustible nuclear 0.0002 0.001 hasta 0.02 mSv cerca de los sitios; excluye exposición ocupacional
Otros – 0.003 industrial, seguridad, médico, educativo e investigación
Subtotal (artificial) 0.61 3.14 2.33
Total 3.01 6.24 3.83 milisieverts por año

Radiación de fondo natural

La estación meteorológica fuera del Museo de Pruebas Atómicas en un día caluroso de verano. El nivel de radiación gamma de fondo mostrado es de 9.8 μR/h (0.82 mSv/a). Esto está muy cerca del promedio mundial de radiación de fondo de 0.87 mSv/a 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. Pueden usarse para visualizar la radiación de fondo.

El material radiactivo se encuentra en toda la naturaleza. Cantidades detectables están presentes de forma natural en el suelo, rocas, agua, aire y vegetación, desde donde se inhala e ingiere 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 efectiva natural promedio mundial para los humanos es de aproximadamente 2.4 mSv por año.[2]​ Esto es cuatro veces la exposición promedio mundial a la radiación artificial, que en 2008 fue de aproximadamente 0.6 milisieverts (240 mrem) por año. En algunos países desarrollados, como 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) anuales en el Reino Unido hasta más de 7 mSv (700 mrem) anuales para algunos grupos de personas en Finlandia.[5]​

La Organismo Internacional de Energía Atómica declara:

«La exposición a la radiación de fuentes naturales es una característica inevitable de la vida cotidiana en entornos laborales y públicos. Esta exposición, en la mayoría de los casos, es de poca o ninguna preocupación para la sociedad, pero en ciertas situaciones es necesario considerar la introducción de medidas de protección de la salud, por ejemplo, al trabajar con minerales de uranio y torio y otros Materiales Radiactivos de Origen Natural (NORM, por sus siglas en inglés). Estas situaciones han recibido mayor atención por parte del Organismo en los últimos años».[6]​

Fuentes terrestres

La radiación de fondo terrestre, para los fines de la tabla anterior, solo incluye fuentes que permanecen externas al cuerpo. Los principales radionúclidos de interés 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 encuentran en bajas concentraciones. La mayoría de estas fuentes han estado disminuyendo debido a la desintegración radiactiva desde la formación de la Tierra, ya que no hay una cantidad significativa transportada actualmente a la Tierra. Así, la actividad actual en la Tierra del uranio-238 es solo la mitad de lo que era originalmente debido a su semivida de 4.500 mil millones de años, y el potasio-40 (semivida de 1.250 millones de años) está solo en aproximadamente el 8% de su actividad original. Sin embargo, durante el tiempo que han existido los humanos, la cantidad de radiación ha disminuido muy poco.

Muchos isótopos de semivida más corta (y por lo tanto más intensamente radiactivos) no han desaparecido del entorno terrestre debido a su producción natural continua. Ejemplos de estos son el radio-226 (producto de desintegración del torio-230 en la cadena de desintegración del uranio-238) y el radón-222 (un producto de desintegración del radio-226 en dicha cadena).

El torio y el uranio (y sus productos de desintegración) experimentan principalmente desintegraciones alfa y beta, y no son fácilmente detectables. Sin embargo, muchos de sus productos de decaimiento 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 otros grandes cuerpos de agua tiende a ser aproximadamente una décima parte del fondo terrestre. Por el contrario, las áreas costeras (y las áreas cercanas a cuerpos de agua dulce) pueden tener una contribución adicional de sedimentos dispersos.[7]​

Fuentes aéreas

La mayor fuente de radiación de fondo natural es el radón aerotransportado, un gas radiactivo que emana del suelo. El radón y sus isótopos, radionúclidos progenitores y productos de decaimiento contribuyen a una dosis promedio inhalada de 1.26 mSv/a (milisievert por año). El radón está distribuido de manera desigual y varía con las condiciones climáticas, por lo que dosis mucho más altas se aplican en muchas áreas del mundo, donde representa un riesgo significativo para la salud. Se han encontrado concentraciones más de 500 veces el promedio mundial dentro de edificios en Escandinavia, Estados Unidos, Irán y la República Checa.[8]​ El radón es un producto de desintegración del uranio, que es relativamente común en la corteza terrestre, pero más concentrado en rocas portadoras de minerales dispersas por el mundo. El radón se filtra de estos minerales hacia la atmósfera o el agua subterránea o se infiltra en edificios. Puede ser inhalado hacia los pulmones, junto con sus productos de decaimiento, donde permanecerán durante un período de tiempo después de la exposición.

Aunque el radón es de origen natural, la exposición puede aumentar o disminuir por la actividad humana, especialmente por la construcción de viviendas. Un suelo de vivienda mal sellado o una ventilación deficiente en el sótano, en una casa bien aislada, puede resultar en la acumulación de radón dentro de la vivienda, exponiendo a sus residentes a altas concentraciones. La construcción generalizada de hogares bien aislados y sellados 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, como el hormigón ligero con esquisto de alumbre, fosfoyeso e toba italiana, pueden emitir radón si contienen radio y son porosos al gas.[8]​

La exposición al radón es indirecta. El radón tiene una semivida corta (4 días) y se desintegra en otros nuclidos radiactivos de la serie del radio en forma de partículas sólidas. Estas partículas radiactivas son inhaladas y permanecen alojadas en los pulmones, causando exposición continua. Por lo tanto, se asume que el radón es la segunda causa principal de cáncer de pulmón después del tabaquismo, y representa de 15,000 a 22,000 muertes por cáncer al año solo en los EE. UU.[9]​ Sin embargo, la discusión sobre los resultados experimentales opuestos aún está en curso.[10]​

Se encontraron aproximadamente 100,000 Bq/m3 de radón en el sótano de Stanley Watras en 1984.[11]​[12]​ Él y sus vecinos en Boyertown, Pensilvania, Estados Unidos, podrían tener el récord de las 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) del radón por un factor de 8 a 9 nSv·m3/Bq·h y la EEC del torón por un factor de 40 nSv·m3/Bq·h.[2]​

La mayor parte del fondo atmosférico es 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 del 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 en ella están constantemente bombardeados por radiación desde el espacio exterior. Esta radiación consiste principalmente en iones cargados positivamente, desde protones hasta hierro y núcleos más grandes provenientes de fuera del Sistema Solar. Esta radiación interactúa con los átomos en la atmósfera para crear una cascada de partículas de radiación secundaria, que incluye rayos X, muones, protones, partículas alfa, piones, electrones y neutrones. La dosis inmediata de la radiación cósmica proviene principalmente de muones, neutrones y electrones, y esta dosis varía en diferentes partes del mundo dependiendo principalmente del campo geomagnético y la altitud. Por ejemplo, la ciudad de Denver en los Estados Unidos (a 1650 metros de elevación) recibe una dosis de rayos cósmicos aproximadamente el doble que en un lugar a nivel del mar.[13]​ Esta radiación es mucho más intensa en la parte superior de la troposfera, alrededor de 10 km de altitud, y por lo tanto es de particular preocupación para las tripulaciones de aerolíneas y los pasajeros frecuentes, que pasan muchas horas al año en este entorno. Durante sus vuelos, las tripulaciones de aerolíneas típicamente reciben 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 terrestre. 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 están expuestos al cinturón de radiación de Van Allen, que acumula rayos cósmicos y resulta del campo magnético terrestre. Fuera de la órbita baja terrestre, como experimentaron los astronautas del programa Apolo que viajaron a la Luna, esta radiación de fondo es mucho más intensa y representa un obstáculo considerable para la futura exploración humana a largo plazo de la Luna o Marte.

Los rayos cósmicos también causan transmutación elemental en la atmósfera, en la cual la radiación secundaria generada por los rayos cósmicos se combina con núcleos atómicos en la atmósfera para generar diferentes nuclidos. Pueden producirse muchos nuclidos cosmogénicos, pero probablemente el más notable es el carbono-14, que se produce por interacciones con átomos de nitrógeno. Estos nuclidos cosmogénicos eventualmente llegan a la superficie terrestre y pueden incorporarse a organismos vivos. La producción de estos nuclidos 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 en organismos y la semivida 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 generalmente se manifiesta como rayos gamma de 511 keV por la aniquilación de positrones creados por reacciones nucleares de partículas de alta energía y rayos gamma. A mayores altitudes, también hay una contribución del espectro continuo de radiación de frenado.[7]​

Alimentos y agua

Dos de los elementos esenciales que componen el cuerpo humano, a saber, el potasio y el carbono, tienen isótopos radiactivos que contribuyen significativamente a nuestra dosis de radiación de fondo. Un humano promedio contiene aproximadamente 17 miligramos de potasio-40 (40K) y aproximadamente 24 nanogramos (10−9 g) de carbono-14 (14C),[17]​ (semivida 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 40K[18]​ se desintegran por segundo, y un número similar de 14C. La energía de las partículas beta producidas por 40K es aproximadamente 10 veces mayor que la de las partículas beta de la desintegración de 14C.

El 14C está presente en el cuerpo humano a un nivel de aproximadamente 3700 Bq (0.1 μCi) con una semivida biológica de 40 días.[19]​ Esto significa que se producen aproximadamente 3700 partículas beta por segundo por la desintegración de 14C. Sin embargo, un átomo de 14C 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 14C dentro del ADN en una persona ocurre aproximadamente 50 veces por segundo, cambiando un átomo de carbono por uno de nitrógeno.[20]​

La dosis interna promedio global de radionúclidos distintos del radón y sus productos de desintegración es de 0.29 mSv/a, de los cuales 0.17 mSv/a provienen de 40K, 0.12 mSv/a de las series de uranio y torio, y 12 μSv/a de 14C.[2]​

Áreas con alta radiación de fondo natural

Algunas áreas tienen dosis más altas que los promedios nacionales.[21]​ En el mundo en general, localidades con un fondo natural excepcionalmente alto 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 registrado en la superficie terrestre fue de 90 μGy/h en una playa negra brasileña (areia preta en portugués) compuesta de monacita.[25]​ Esta tasa se convertiría en 0.8 Gy/a para una exposición continua durante todo el año, pero en realidad los niveles varían estacionalmente y son mucho más bajos en las residencias más cercanas. La medición récord no ha sido duplicada y se omite en los últimos informes de UNSCEAR. Las playas turísticas cercanas en Guarapari y Cumuruxatiba fueron evaluadas posteriormente en 14 y 15 μGy/h.[26]​[27]​ Nota que los valores citados aquí están en grays. Para convertir a sieverts (Sv) se requiere un factor de ponderación de radiación; estos factores varían de 1 (beta y gamma) a 20 (partículas alfa).

El nivel más alto de radiación de fondo en un área habitada se encuentra en Ramsar, principalmente debido al uso de piedra caliza naturalmente radiactiva como material de construcción. Los 1000 residentes más expuestos reciben una dosis efectiva externa promedio de 6 mSv (600 mrem) por año, seis veces el límite recomendado por la ICRP para la exposición del público a fuentes artificiales.[28]​ Además, reciben una dosis interna sustancial por radón. Se encontraron niveles récord de radiación 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 comprometida interna por radón fue de 72 mSv (7.2 rem) por año.[28]​ Este caso único es más de 80 veces superior a la exposición humana natural promedio mundial a la radiación.

Están en curso estudios epidemiológicos para identificar los efectos en la salud asociados con los altos niveles de radiación en Ramsar. Es demasiado pronto para extraer conclusiones estadísticamente significativas inequívocas.[28]​ Aunque hasta ahora se ha observado apoyo para los efectos beneficiosos de la radiación crónica (como una mayor esperanza de vida) solo en pocos lugares,[28]​ un efecto protector y adaptativo es sugerido por al menos un estudio cuyos autores, sin embargo, advierten que los datos de Ramsar no son aún suficientemente sólidos para relajar los límites de dosis regulatorios existentes.[29]​ Sin embargo, los análisis estadísticos recientes discutieron que no hay correlación entre el riesgo de efectos negativos para la salud y un nivel elevado de radiación de fondo natural.[30]​

Fotoeléctrico

Las dosis de radiación de fondo en las inmediaciones 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 de neutrones natural es un producto de los rayos cósmicos que interactúan con la atmósfera. La energía de los neutrones tiene un pico alrededor de 1 MeV y disminuye rápidamente por encima. A nivel del mar, la producción de neutrones es de aproximadamente 20 neutrones por segundo por kilogramo de material que interactúa con los rayos cósmicos (o aproximadamente 100–300 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 una menor protección del campo magnético solar, el flujo es aproximadamente el doble que en el máximo solar. También aumenta drásticamente durante las erupciones solares. En la vecindad de objetos más grandes y pesados, como 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 fue detectado por primera vez en barcos en el mar.[7]​

Radiación de fondo artificial

Pantallas 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 de tiroides per cápita en los Estados Unidos continentales resultantes de todas las rutas de exposición de todas las pruebas nucleares atmosféricas realizadas en el Emplazamiento de pruebas de Nevada de 1951 a 1962.
Pulso de 14C atmosférico, 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 14C en el Hemisferio Norte.[34]​

Las frecuentes explosiones nucleares sobre la superficie entre las décadas de 1940 y 1960 dispersaron una cantidad sustancial de contaminación radiactiva. Parte de esta contaminación es local, haciendo que los alrededores inmediatos sean altamente radiactivos, mientras que parte se transporta a mayores distancias como precipitación radiactiva; algo de este material se dispersa globalmente. El aumento en la radiación de fondo debido a estas pruebas alcanzó su punto máximo en 1963 con aproximadamente 0.15 mSv por año a nivel mundial, o alrededor del 7% de la dosis de fondo promedio de todas las fuentes. El Tratado de Prohibición Parcial de Ensayos Nucleares de 1963 prohibió las pruebas sobre 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]​

Esta precipitación radiactiva global ha causado un estimado de 200,000-460,000 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 las dosis ocupacionales incluye radiación que no se mide con instrumentos de dosis de radiación en condiciones potenciales de exposición ocupacional. Esto incluye tanto la «radiación de fondo natural» externa como cualquier dosis de radiación médica. Este valor no se mide ni se conoce típicamente a partir de encuestas, por lo que las variaciones en la dosis total a trabajadores individuales no se conocen. Esto puede ser un factor de confusión significativo al evaluar los efectos de la exposición a la radiación en una población de trabajadores que pueden tener dosis de radiación médica y de fondo natural significativamente diferentes. Esto es más significativo cuando las dosis ocupacionales son muy bajas.

En una conferencia de la OIEA en 2002, se recomendó que las dosis ocupacionales por debajo de 1–2 mSv por año no justifican un escrutinio regulatorio.[38]​

Accidentes nucleares

Nivel de radiación en una variedad de situaciones, desde actividades normales hasta accidentes nucleares. Cada paso 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 causan pequeñas exposiciones a la radiación para el público. Los eventos clasificados en la Escala Internacional de Sucesos Nucleares como incidentes típicamente no liberan sustancias radiactivas adicionales al medio ambiente. Las liberaciones grandes de radiactividad de reactores nucleares son extremadamente raras. Hasta el día de hoy, hubo dos accidentes «civiles» importantes – el accidente de Chernóbil y los accidentes nucleares de Fukushima I – que causaron una contaminación sustancial. El accidente de Chernóbil fue el único que causó muertes inmediatas.

Las dosis totales del accidente de Chernóbil variaron de 10 a 50 mSv durante 20 años para los habitantes de las áreas afectadas, con la mayor parte de la dosis recibida en los primeros años después del 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 estuvieron entre 1 y 15 mSv para los habitantes de las áreas afectadas. Las dosis tiroideas para niños estuvieron por debajo de 50 mSv. 167 trabajadores de limpieza recibieron dosis superiores a 100 mSv, con 6 de ellos recibiendo más de 250 mSv (el límite de exposición japonés para trabajadores de respuesta a emergencias).[40]​

La dosis promedio del accidente de Three Mile Island fue de 0.01 mSv.[41]​

No civiles: Además de los accidentes civiles descritos anteriormente, varios accidentes en instalaciones de armas nucleares tempranas – como el incendio de Windscale, la contaminación del río Techa por los desechos nucleares del complejo Mayak, y el accidente de Kyshtym en el mismo complejo – liberaron radiactividad sustancial al medio ambiente. El incendio de Windscale resultó en dosis tiroideas de 5–20 mSv para adultos y 10–60 mSv para niños.[42]​ Las dosis de los accidentes en Mayak son desconocidas.

Ciclo de combustible nuclear

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

Fuentes de energía

Por la UNECE, la evaluación del ciclo de vida muestra que casi todas las fuentes de energía resultan en algún nivel de exposición ocupacional y pública a radionúclidos como resultado de su fabricación o operaciones. La siguiente tabla usa hombre·Sievert/GW-año:[43]​

Fuente Público Ocupacional
Energía nuclear 0.43 4.5
Carbón (moderno) 0.7 11
Carbón (antiguo) 1.4 11
Gas natural 0.1 0.02
Petróleo 0.0003 0.15
Geotérmica 1–20 0.05
Energía solar 0.8
Energía eólica 0.1
Biomasa 0.01

Quema de carbón

Las plantas de carbón emiten radiación en forma de cenizas volantes radiactivas que son inhaladas e ingeridas por los vecinos e incorporadas a los cultivos. Un artículo de 1978 del Laboratorio Nacional Oak Ridge estimó que las plantas de energía de carbón de esa época podían contribuir con una dosis comprometida de cuerpo entero de 19 μSv/a a sus vecinos inmediatos en un radio de 500 m.[44]​ El informe de 1988 del Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas estimó la dosis comprometida a 1 km de distancia en 20 μSv/a para plantas más antiguas o 1 μSv/a para plantas más nuevas con captura mejorada de cenizas volantes, pero no pudo confirmar estos números mediante pruebas.[45]​ Cuando se quema carbón, el uranio, el torio y todos los productos de desintegración del uranio acumulados – radio, radón, polonio – son liberados.[46]​ Los materiales radiactivos previamente enterrados bajo tierra en depósitos de carbón son liberados como cenizas volantes o, si las cenizas volantes son capturadas, pueden incorporarse al hormigón fabricado con cenizas volantes.

Otras fuentes de captación de dosis

Médica

La exposición humana promedio global a la radiación artificial es de 0.6 mSv/a, principalmente por imágenes médicas. Este componente médico puede ser mucho más alto, con un promedio de 3 mSv por año en la población de EE. UU.[3]​ Otros contribuyentes humanos incluyen el tabaquismo, los viajes aéreos, los materiales de construcción radiactivos, las pruebas históricas de armas nucleares, los accidentes de energía nuclear y la operación de la industria nuclear.

Una radiografía de tórax típica entrega 20 μSv (2 mrem) de dosis efectiva.[47]​ Una radiografía dental entrega una dosis de 5 a 10 μSv.[48]​ Una tomografía computarizada entrega una dosis efectiva al cuerpo entero que varía de 1 a 20 mSv (100 a 2000 mrem). El estadounidense promedio recibe aproximadamente 3 mSv de dosis médica diagnóstica por año; los países con los niveles más bajos de atención médica reciben casi ninguna. El tratamiento de radiación para diversas enfermedades también representa alguna dosis, tanto en individuos como en aquellos a su alrededor.

Productos de consumo

Los cigarrillos contienen polonio-210, originado de los productos de desintegración del radón, que se adhieren a las hojas de tabaco. El tabaquismo intenso resulta en una dosis de radiación de 160 mSv/año en puntos localizados en las bifurcaciones de los bronquios segmentarios en los pulmones por la desintegración del polonio-210. Esta dosis no es fácilmente comparable a los límites de protección radiológica, ya que estos últimos tratan con dosis de cuerpo entero, mientras que la dosis del tabaquismo se entrega a una porción muy pequeña del cuerpo.[49]​

Metrología de radiación

En un laboratorio de metrología de radiación, la radiación de fondo se refiere al valor medido de cualquier fuente incidental que afecta 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 la Organismo Internacional de Energía Atómica de fondo como «Dosis o 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]​

El mismo problema ocurre con los instrumentos de protección radiológica, donde una lectura de un instrumento puede verse afectada por la radiación de fondo. Un ejemplo de esto es un detector de centelleo usado para monitoreo de contaminación de superficie. En un fondo gamma elevado, el material centelleante se verá afectado por el gamma de fondo, que se sumará a la lectura obtenida de cualquier contaminación que se esté monitoreando. En casos extremos, esto hará que el instrumento sea inutilizable ya que el fondo abruma el nivel inferior de radiación de la contaminación. En tales instrumentos, el fondo puede monitorearse continuamente en el estado «Ready», y restarse de cualquier lectura obtenida cuando se usa en el modo «Measuring».

La medición regular de 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 haciendo que las lecturas estén disponibles para el público y a veces en tiempo casi real. Los grupos colaborativos y los individuos privados también pueden hacer que las lecturas en tiempo real estén disponibles para el público. Los instrumentos utilizados para la medición de radiación incluyen el tubo Geiger-Müller y el detector de centelleo. El primero es generalmente 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 son generalmente no validadas, pero la correlación entre detectores independientes aumenta la confianza en los niveles medidos.

Lista de sitios de medición de radiación gubernamentales 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.[50]​
  • EE. UU.: EPA Radnet: datos de laboratorio y en tiempo casi real por estado.[51]​

Lista de sitios de medición colaborativa/privada internacional en tiempo casi real, que emplean principalmente detectores Geiger-Müller:

Véase también

Referencias

  1. ↑ a b International Atomic Energy Agency (2007). IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection [Glosario de Seguridad de la AIEA: Terminología Utilizada en Seguridad Nuclear y Protección Radiológica] (en inglés). ISBN 9789201007070. 
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