Dirección de Divulgación y

Enseñanza de la Ciencia

Comisión Nacional Energía Atómica - CórdobaComisión Nacional Energía Atómica - Córdoba

Comisión Nacional Energía AtómicaCórdoba

Hugo R. MartinTel. 0351 156 527977

hugorobertomartin@hotmail.com

IPEM 10 – RomaIPEM 10 – Roma30 de junio de 201630 de junio de 2016

Interpretación y lectura de la infografía

¿Porqué estudiar las radiaciones?

Porque son una realidad NATURAL yCULTURAL con las que convivimos en la

vida cotidiana

Porque necesitamos conocerlas para evaluarsus posibles APLICACIONES PRÁCTICAS y

los EFECTOS BIOLÓGICOS y AMBIENTALES que puede producir su utilización

analizando sus interacciones con la

materia inerte materia viva

ATOMOS CELULA MOLECULAS TEJIDOS

RED CRISTALINA ORGANOS

ESTRUCTURA MATERIA SERES VIVOS

DETECCION - MEDICIONDETECCION - MEDICION EFECTOS BIOLOGICOSEFECTOS BIOLOGICOS

¿Cómo se investiga en radiaciones?

¿Qué son las

radiaciones?

pero…

Pintura RadiaciónJaver Santana - Colombia

La visión desde el arteLa visión desde el arte

La visión desde la vida La visión desde la vida cotidianacotidiana

mediante partículasRADIACIONES CORPUSCULARES

Radiactividad: alfa, beta, etc.

mediante campos eléctricos y magnéticosRADIACIONES ELECTROMAGNÉTICASRadio, televisión, comunicaciones, etc.

La visión desde la cienciaLa visión desde la ciencia

Transporte de energía

entre dos puntos del espacio

Tipos de radiacionesA escala atómica Dualidad onda – partícula (L. De Broglie)

Las radiaciones algunas veces se comportan comoondas y otras veces como partículas

Entonces la ENERGÍA de la RADIACIÓN se puede calcular:

ENERGÍA = h ÷ (masa x velocidad) ENERGÍA = h x frecuencia

Espectro electromagnético

← Mayor frecuencia = mayor energía Menor frecuencia = menor energía →

RADIACIONES ordenadas por su ENERGÍA

! Vivimos inmersos en un mundo de radiaciones !

Radiaciones en la vida cotidiana

Las radiaciones con energía por debajo de este valor no pueden ionizar átomos

Energías de ionización de los átomos

Interacción de las radiaciones con la materia

IONIZACIÓN

Radiación

RADIACIONES NO IONIZANTESRADIACIONES NO IONIZANTES

RADIACIONES IONIZANTESRADIACIONES IONIZANTES

! Diferencia fundamental ! Diferencia fundamental

desde el punto de vista biológico !desde el punto de vista biológico !

Pueden romper enlaces químicos en loscomponentes de las células

(proteínas, vitaminas, ADN, etc.)

Pueden producir efectos eléctricos o térmicosen los materiales biológicos

(corrientes eléctricas, producción de calor, etc.)

Radiaciones ionizantes

SÍ pueden desprender

electrones orbitales de

los átomos

Radiaciones No IonizantesNO pueden desprender

electrones orbitales de los átomos

Ionización de un átomo

Los seres vivosson un conjuntode materialeseléctricos ymagnéticos

El sistema nervioso es

esencialmenteun complejo

circuito eléctrico

Las células estánformadas por moléculas que

pueden ser alteradas por la

radiación

Reparación adecuada Reparación inadecuada

Célula viable normal

Célula transformada

Muerte celular

EFECTOS DETERMINISTICOS

EFECTOS PROBABILÍSTICOS

(ESTOCÁSTICOS)1. Aparecen a partir de un

umbral mínimo de dosis2. Dosis ≈ Severidad del efectoEjemplos: caída cabello, esterilidad,

etc.

1. No hay un umbral mínimo de dosis

2. Dosis ≈ Probabilidad de aparición del efecto Ejemplos: cáncer, leucemia,

etc.

Posibles consecuencias de la exposicióna las radiaciones ionizantes

Efectos biológicosModificación de componentes celulares > Célula > Tejido > Órgano

> Individuo(Hereditarias y Somáticas)Mecanismos de reparación

Corrientes eléctricas Producción de calor

Descargas eléctricasReacciones fotoquímicas

Perturbaciones MagnéticasInterferencias ModulaciónResonancias

etc.

Posibles consecuencias de la exposicióna las radiaciones NO ionizantes

Se producen distintos efectos biológicossegún la energía de la radiación

FOTOQUÍMICOS

CALORSUPERFICIAL

CALORVOLUMÉTRICO

EFECTOS deCALENTAMIENTO RESONANCIA,

INTERFERENCIA,MODULACIÓN,

etc.

DESCARGAS YCORRIENTESELÉCTRICAS EFECTOS

dePOLARIZACIÓN

DAÑO CELULARSomático o Hereditario

¿Como se establecen los límites de exposición?

1.Se consideran valores de referencia2.Se evitan los efectos bien conocidos3.Se reducen a valores “aceptables” los efectos menos conocidos4.Se establecen criterios de aplicación universal

El mundo es radiactivo desde su creación Existen unos 100 elementos radiactivos en el medio ambientePrimordialesexisten desde antes de laformación de la Tierra

Cosmogénicosse forman por la interacciónde la radiación cósmica conla atmósfera terrestre

Artificialescreados por el hombre mediantela ciencia y la tecnología

Valores de referencia para radiaciones ionizantes

Radiaciones IonizantesRADIACTIVIDAD NATURALUmbral de efectos: 100 mSv

Radiación Natural: 2.4 mSv/año

Limites establecidosconsiderando factores de seguridad

Limite Profesional: 20 mSv/año Límite Público: 1 mSv/año

Radiación Ultavioleta DOSIS ERITÉMICA MÍNIMA (MED) Umbral para cada tipo de “fotopiel”Nunca se broncea - siempre se quema 1 - 3 HJ/m2

A veces se broncea - generalmente se quema 3 - 5 HJ/m2

Generalmente se broncea - a veces se quema 4 - 7,5 HJ/m2

Siempre se broncea - rara vez se quema 5 - 12 HJ/m2

Valores de referencia para las radiaciones no ionizantes

Campos estáticosCAMPOS NATURALES

Valores umbralesCampo Eléctrico terrestre: 100 a 400 V/m

Campo Magnético terrestre: 50 μT Corrientes inducidasCORRIENTES NATURALES ORGANISMO Valor umbral: 1 a 10 mAmp/m2

Percepción al tacto: 0,2 - 0,4 mAmp Dolor por contacto : 0,9 – 1,8 mAmp Shock doloroso: 8 – 16 mAmp Dificultad respiratoria: 12 – 23 mAmp

Etc.

Campos Electromagnéticos (Celulares, WiFi, teléfonos inalámbricos, etc.)

SPECIFIC ABSORBED DOSE (SAR)SPECIFIC ABSORBED DOSE (SAR)Umbral: 4 W/Kg -> ∆T = 1 *C equivale a esfuerzos físicos

normales, etc.

Límites considerando factores de seguridad

Límite Profesional: 0,4 W/KgLímite Público: 0.08 W/Kg

Valores de referencia para las radiaciones no ionizantes

Valores habituales en algunas marcas de celulares

Dosis,Cantidad,Radiación,etc. ...

* * * **

* * *

+ + + +

+ +

Metodología general del trabajo científico

Daño,Riesgo,Detrimento,Consecuencias,etc. .....

* * *

ZONA DE EFECTOS CUYA RELACION

CAUSA-EFECTO ESBIEN CONOCIDA

Generalmente accidentes

ZONA DE EFECTOS CUYA RELACION

CAUSA-EFECTO ES MENOS CONOCIDA

Aplicaciones tecnológicas+ + + +

* * *

1 10 100 1000 10000 100000 >>

RIESGOS

RIESGOS

EVITADOS

EVITADOS

RIESGOS

RIESGOS

RAZONABLES

RAZONABLES

Dosis,Cantidad,Radiación,etc. ...

* ** * * ** ***

+ + + + + ++ +

+ ++ +

Comparando con el riesgo de otras

actividades o con valores naturales de referencia, se pueden establecer

limites que reduzcan los

riesgos a valores razonables

SUPOSICION DE LINEALIDAD

DOSIS - RIESGO

COMPARACIÓN CON RIESGOS DE OTRAS ACTIVIDADES

SOCIALMENTE ACEPTADAS

33

44

¿ ?

11LÍMITES PRIMARIOS

22 FACTORES DE SEGURIDAD

SUPOSICIÓN CONSERVATIVA RADIACION 0 – RIESGO 0

Daño,Riesgo,Detrimento,Consecuencias,etc. .....

55

VALOR LIMITE ESTABLECIDOPOR LAS NORMAS

Metodología general del trabajo científico

Los límites establecidos en las normas de seguridad, aseguran que no se producen efectos

bien conocidos, y que los riesgos debido a los menos conocidos, son similares a los de otras

actividades socialmente aceptadasLimites >

Seguridad Radiológica1.Justificación (debe haber un beneficio)2.Limitación (deben existir límites máximos)3.Optimización (inversión en seguridad)4.ALARA (precaución) (As Low As Reazonable Achivable) (Tan bajo como sea razonablemente posible)

Criterios universales de aplicaciónde las normas de seguridad

Reglas prácticas para la protección

contra las radiaciones

RADIACIÓN BLINDAJE BLINDAJE BIOLÓGICOBIOLÓGICO

TIEMPOTIEMPODE DE

EXPOSICIÓN EXPOSICIÓN

DISTANCIA A LA

FUENTE

REDUCIR

AUMENTAR

AUMENTAR

Señales de seguridad que indican la presencia de radiaciones

Radiacionesionizantes

RadiacionesNo ionizantes

Muchas gracias por su atención !

Muchas gracias por su atención !

Hugo R. MartinJunio de 2016 - CNEA Córdoba

hugorobertomartin@hotmail.comTel.: 0351 156 527977

Comisión Nacional Energía AtómicaCórdoba

¿Preguntas?¿Preguntas?

Fuente: Journal of the American Medical Association (244, II:1126-1128)

Valores comparativos

DOSIS EQUIVALENTEDOSIS EQUIVALENTE (considera el tipo de radiacion)(considera el tipo de radiacion) Alfa = 20, Beta = 10, Gama = 1Alfa = 20, Beta = 10, Gama = 1

DOSIS EQUIVALENTE EFECTIVADOSIS EQUIVALENTE EFECTIVA (considera el tipo de (considera el tipo de tejidotejido

DOSIS COLECTIVA DOSIS COLECTIVA (considera la poblacion expuesta)(considera la poblacion expuesta)

DOSIS COLECTIVA COMPROMETIDADOSIS COLECTIVA COMPROMETIDA (considera el(considera el futuro)futuro)

factoresfactores Unidad = Gray X de = Unidad = Gray X de = Sv Sv (Sievert) (Sievert) correccioncorreccion

DOSISDOSIS Energía absorbida Energía absorbida ABSORBIDAABSORBIDA = -------------------------------- = -------------------------------- Unidad: Unidad: Joule/Kg = GyJoule/Kg = Gy (Gray) (Gray) Masa expuesta Masa expuesta

ICRP-60ICRP-60

DOSIS ORIGINADAS EN LAS RADIACIONES IONIZANTES DOSIS ORIGINADAS EN LAS RADIACIONES IONIZANTES

Algunas definicionesAlgunas definiciones

RADIACIÓNIONIZANTE CELULACELULA

TEJIDOTEJIDO

ÓRGANOÓRGANO

INDIVIDUOINDIVIDUO EFECTO

BIOLÓGICOEN EL

INDIVIDUO

SOMÁTICASOMÁTICA

EFECTOBIOLÓGICO

EN LA DESCENDENCIA

HEREDITARIAHEREDITARIA

Efectos de daño celularpor las

radiaciones ionizantes

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