Radiación y Radioactividad (I)

A menudo, cuando se habla de los peligros de la energía nuclear se habla de los peligros de la radiación. También cuando se habla de los peligros, no demostrados todavía por cierto,  de los móviles también se habla  de radiación. ¿Es correcto usar en ambos casos la palabra radiación? ¿Es la radiación siempre la misma?

Históricamente, la radiación es una combinación de campos eléctricos y magnéticos que oscilan y se propagan a través de un medio. En otras palabras son ondas que se mueven. Al contrario que las ondas de sonido, que necesitan de un medio físico para transmitirse, las ondas electromagnéticas, la radiación, también pueden transmitirse en el vacío, como por ejemplo el espacio exterior.

Como nota aparte ya que el vacío está vacío, si obviamos las fluctuaciones cuánticas en las que se están creando pares de partícula-antipartícula continuamente por supuesto, y no hay nada que ayude a la transmisión de las ondas de sonido, las grandes explosiones sonoras que se escuchan en las películas cuando la nave estelar Enterprise lanza un torpedo de fotones contra un ave de presa Klingon no se deberían poder escuchar, pero Star Trek es Star Trek y se le puede perdonar.

Estas ondas electromagnéticas se caracterizan por tener una energía que depende de su longitud de onda (distancia entre dos puntos de la onda con la misma fase, como pueden ser dos crestas) o de su frecuencia (número de ondas por segundo).

La longitud y la frecuencia son magnitudes inversamente relacionadas, por lo que si la longitud de onda es grande, es decir la distancia entre dos crestas sucesivas es grande su frecuencia es baja, es decir, hay pocas ondas por segundo, y viceversa. Si tomamos la frecuencia como magnitud de referencia, se tiene que a mayor frecuencia mayor energía.

c=λν y E=hν

Relaciones matemáticas entre la longitud de onda λ y la frecuencia ν y entre la energía E y la frecuencia ν. c es la velocidad de la luz que es constante y con un valor de aproximadamente 300.000 km/s  y h la constante de Planck que tiene un valor de 6,63 x10-34julios por segundo y que, como su nombre indica, es constante.

De momento esto no nos dice mucho sobre la radiación, para ahondar un poco más tenemos que saber que todo cuerpo que esté a una temperatura T por encima del cero absoluto, que equivale a -273,15 Celsius (el agua pura se congela a 0 Celsius), emite radiación. Si tenemos en cuenta que el tercer principio de la termodinámica nos dice que es imposible alcanzar el cero absoluto en un número finito de pasos, llegamos a la conclusión de que ¡todo emite radiación! Si todo emite radiación, ¡tenemos un problema, y grande, si toda la radiación es del mismo tipo!, porque si es del mismo tipo que la supuesta radiación de los móviles y de la que escapa de las centrales nucleares al emitir todo radiación deberíamos habernos extinguido hace tiempo.

Pero tranquilos, que no todo es tan malo. Como he comentado antes, la radiación es una onda que se transmite y que tiene una frecuencia y por lo tanto tiene una energía. Dependiendo de la frecuencia tendremos un tipo de radiación u otra y es lo que se conoce como espectro electromagnético.

Ahora es cuando la cosa se pone interesante, la radiación electromagnética se clasifica como radiación no ionizante y radiación ionizante. La radiación no ionizante es aquella que no lleva la energía suficiente (su frecuencia no es lo suficientemente alta) como para arrancar uno o varios electrones de los átomos o moléculas sobre los que incide, mientras que la radiación ionizante es la que lleva energía suficiente como para arrancar esos electrones. De aquí, creo podemos deducir que tipo de radiación es la mala, ¿no?

El límite entre lo que se entiende por radiación ionizante y no ionizante no está, sin embargo, muy claro. Si tenemos en cuenta que la energía de ionización de un átomo de hidrógeno son 13,6 eV (1 eV o electronvoltio es la energía que hay que darle a un electrón para que supere un potencial eléctrico de 1 voltio), toda radiación que haga que el hidrógeno pierda su electrón sería ionizante. Pero en general toda la materia, incluidos nosotros mismos, estamos compuestos de diferentes elementos químicos que hacen que exista un rango de energías de ionización muy amplio. En cualquier caso si consideramos la energía de ionización del hidrógeno como límite, mirando el espectro electromagnético tenemos que para radiación con energías a partir de las frecuencias de la radiación ultravioleta, y hacia frecuencias mayores como los rayos gamma, ya sería considerada radiación ionizante. De todos modos no hay un consenso en cuanto a este límite ya que como he dicho depende mucho del material sobre el que esté incidiendo la radiación y podemos considerar el rango de frecuencias del ultravioleta como un límite inferior.

Hemos visto que la radiación electromagnética está en todos sitios y no la podemos evitar, de hecho nosotros mismos somos una fuente enorme de radiación. El mero hecho de ser visibles a otros quiere decir que estamos emitiendo radiación, en este caso en el rango de frecuencias de la radiación visible. Además, generalmente tenemos una temperatura corporal de aproximadamente 36 grados Celsius por lo que estamos emitiendo radiación en el rango de frecuencias del infrarrojo. Por lo tanto ¿es mala la radiación? La respuesta generalmente es no, lo que debemos hacer es hablar correctamente y decir que la radiación ionizante si es mala, sobre todo a altas energías.

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