La medición de la radiactividad consiste en cuantificar la emisión de radiación ionizante de materiales radiactivos. Se realiza utilizando diversos instrumentos como contadores Geiger-Müller, dosímetros y espectrómetros de radiación. Estos dispositivos detectan y miden la cantidad de partículas alfa, beta y gamma emitidas por una fuente radiactiva.
La medición de la radiactividad es esencial en muchos campos. Por ejemplo, en la seguridad nuclear, garantiza que las plantas nucleares no liberen niveles peligrosos de radiación. Asimismo, en medicina, permite que tratamientos como la radioterapia se administren con precisión para atacar tumores sin dañar el tejido sano. Además, en la industria, se utiliza para revisar la calidad de las soldaduras o medir el grosor de materiales. En el ámbito científico, sirve para datar fósiles antiguos. Finalmente, en la protección ambiental, permite detectar contaminación radiactiva y proteger a la población.
Diferencia entre las unidades de medición y de dosis de radiación
Las unidades de medición de la radioactividad cuantifican la actividad radiactiva, es decir, la cantidad de desintegraciones nucleares que ocurren por segundo en una fuente. En contraste, las unidades de dosis de radiación miden la energía que la radiación deposita en un material o tejido y consideran los efectos biológicos de esta radiación.
Mientras las primeras se enfocan en la cantidad de radiación emitida, las segundas se centran en el impacto de esa radiación en términos de energía absorbida y daño potencial para la salud.
Unidades de medición
Estas unidades se centran en medir la actividad radiactiva de una fuente, es decir, la cantidad de desintegraciones nucleares que ocurren en un segundo.
- Becquerel (Bq): Un becquerel equivale a una desintegración nuclear por segundo, lo que se conoce como actividad típica. Es la unidad del Sistema Internacional (SI) para medir la radioactividad. Por ejemplo, una muestra de un material radiactivo puede tener una actividad de 500 Bq, lo que significa que hay 500 desintegraciones por segundo.
- Curio (Ci): Un curio equivale a 3.7 x 10^10 desintegraciones por segundo. Es una unidad más antigua que todavía se utiliza en algunos contextos, especialmente en Estados Unidos. 1 Ci = 37 GBq (gigabecquerel).
Unidades de dosis de radiación
Estas unidades se enfocan en medir la energía que la radiación deposita en un material o tejido y los efectos biológicos de esa radiación.
- Gray (Gy): Un gray equivale a la absorción de un joule de energía de radiación por kilogramo de materia. Es la unidad del SI para medir la dosis absorbida de radiación.
- Rad: Un rad equivale a la absorción de 0.01 joules de energía de radiación por kilogramo de materia. Es una unidad más antigua, reemplazada por el gray en el SI. 1 Gy = 100 rad.
- Sievert (Sv): Un sievert mide la dosis equivalente, que tiene en cuenta el efecto biológico de la radiación. Es la unidad del SI para medir el riesgo radiológico. Para la radiación gamma y beta, 1 Gy = 1 Sv, pero para la radiación alfa, 1 Gy podría equivaler a más de 1 Sv debido a su mayor efecto biológico.
- Rem: Un rem equivale a la absorción de 0.01 sievert. Es una unidad más antigua que ha sido reemplazada por el sievert en el SI. 1 Sv = 100 rem.
Esta tabla muestra varios ejemplos de niveles de dosis de radiación:
|
Tipo de radiación |
Dosis (Gy) |
Dosis equivalente (Sv) |
|
Radiografía dental |
0.005 - 0.01 Gy |
0.005 - 0.01 Sv |
|
Radiografía de tórax |
0.1 Gy |
0.1 Sv |
|
TAC abdominal |
5 - 10 mGy (0.005 - 0.01 Gy) |
5 - 10 mSv (0.005 - 0.01 Sv) |
|
Radioterapia diaria |
1 - 2 Gy |
1 - 2 Sv |
|
Dosis letal media (LD50/30)* |
3.5 - 4.5 Gy |
3.5 - 4.5 Sv |
|
Accidente nuclear (inmediato) |
1,000 - 10,000 Gy (varía según cercanía al epicentro) |
1,000 - 10,000 Sv (varía según cercanía al epicentro) |
Estos valores son aproximados y pueden variar dependiendo del tipo específico de radiación, el tipo de tejido expuesto y otros factores pero nos ofrece una idea sobre la diferencia de las dosis entre los distintos elementos de la tabla.
* El término "LD50/30" se refiere a una medida utilizada en radiobiología y radiología para indicar la dosis de radiación ionizante que se espera que cause la muerte del 50% de una población expuesta dentro de los siguientes 30 días después de la exposición.
Dispositivos para medir la radioactividad
Un dispositivo de medición de radioactividad es un instrumento diseñado para detectar y cuantificar la radiación emitida por materiales radiactivos. Utiliza principios físicos como la ionización de gases en contadores Geiger-Müller, la emisión de luz en espectrómetros de centelleo, o la generación de pulsos eléctricos en detectores de semiconductores.
Estos dispositivos se utilizan para monitorear niveles de radiación, evaluar riesgos y asegurar el cumplimiento de normativas de seguridad.
Aquí están los principales tipos y sus características:
- Contadores Geiger-Müller (GM): detectan partículas ionizantes (alfa, beta, gamma) que ionizan el gas dentro del tubo detector, produciendo una descarga eléctrica. Son comunes para medir niveles de radiación ambiental y en aplicaciones de seguridad y protección radiológica. Son dispositivos simples y robustos, y son ideales para detectar radiación en tiempo real.
- Dosímetros: miden la dosis acumulada de radiación recibida por una persona. Están diseñados para uso personal (llevados por trabajadores expuestos a radiación) y de área (monitorean niveles de radiación en espacios específicos). Se utilizan en entornos laborales para asegurar que las dosis recibidas no excedan los límites seguros.
- Espectrómetros de centelleo: utilizan cristales de centelleo que emiten luz cuando son excitados por radiación. La luz emitida es proporcional a la energía de la radiación. Analizan la energía de los fotones gamma, permitiendo identificar isótopos radiactivos específicos. Sus principales ventajas son su alta precisión y capacidad de identificar distintos tipos de radiación.
- Cámaras de Ionización: Miden la ionización del aire o gas dentro de la cámara causada por la radiación. Se utilizan para medir la exposición a radiación en un volumen específico, común en aplicaciones médicas y ambientales. En general, proporcionan medidas precisas de la dosis absorbida.
- Detectores de semiconductores: Utilizan materiales semiconductores que generan un pulso eléctrico cuando son atravesados por radiación. Estos detectores ofrecen alta precisión en la medición de radiación ionizante y son útiles en investigación y monitoreo de radiación.