Cuando hablamos de radiación podemos referirnos tanto a flujos de partículas subatómicas (electrones, protones, neutrones, neutrinos, etc.) como a ondas electromagnéticas (rayos x, rayos gamma, etc.).

Cuando la energía que transportan las radiaciones es muy grande, al atravesar la materia producen la ionización (pérdida o ganancia de cargas) de los átomos a su paso. La existencia de átomos ionizados (cargados) puede producir graves perturbaciones en los tejidos vivos y en otros sistemas delicados, como los circuitos electrónicos.

Las radiaciones nucleares (las que emiten los núcleos de elementos pesados: rayos alfa, beta y gamma) y los rayos x y rayos cósmicos son algunas de las radiaciones ionizantes más comunes. Los flujos de partículas menos energéticas o las ondas de menor frecuencia (corno la luz visible, las microondas, la radiación de los tendidos eléctricos, las emisiones de radio y televisión, etc.) no producen ionización apreciable, aunque comienza a ser materia de investigación qué otro tipo de efectos biológicos podrían originar.

El amplio tema de las radiaciones ionizantes ha sido y es profundamente estudiado no sólo por la Física, sino también por la Biología y la Medicina debido tanto a los posibles usos benéficos como a los daños que podrían ocasionar.

La radiación resulta tan letal para los tejidos vivos porque no reparte uniformemente la energía que suministra al tejido (en cuyo caso cada porción no recibiría una cantidad muy grande de energía) sino que la concentra en algunos átomos aleatoriamente repartidos, y esto produce el rompimiento o la alteración de moléculas biológicamente imprescindibles. Esto puede acarrear el mal funcionamiento transitorio o permanente de la célula, la mutación de su material genético y hasta la muerte de la célula (en casos extremos, de todo el organismo).

Corno medida de la dosis de radiación absorbida por un material se utiliza habitualmente la cantidad de energía que suministra la radiación a una unidad de masa del material (por ejemplo, un tejido de un ser vivo). La unidad utilizada para la dosis absorbida, en el Sistema Internacional, es el Gray (Gy). Una dosis absorbida de 1 Gy indica que se ha suministrado 1 Joule de energía a 1 kg de materia.

1 Gy= 1J/Kg

Los efectos de la radiación no dependen exclusivamente de la cantidad de energía que se transfiera al material donde incide. También dependen del tipo específico de radiación ya que cada una tiene dife­rente poder de penetración y, por consiguiente, una forma distinta de afectar a los organismos. Por eso fue necesario definir un nuevo concepto: la eficacia biológica relativa (EBR) de la radiación. Esta magnitud sirve para conocer el efecto que produce una determinada radiación en comparación con una radiación elegida como estándar (habitualmente los rayos x de 200 keV).

En general es importante conocer la EBR de una radiación determinada para un tipo particular de lesión, por ejemplo: los neutrones de energía mayor que 0,1 MeV tienen una valor de EBR de 10 en la producción de cataratas en la vista. Esto significa que para producir la misma lesión en la vista se ne­cesita una dosis diez veces mayor de rayos x (de 200 keV) que de este tipo de neutrones.

Cuando se quiere comparar por ejemplo el daño ocasionado por una dosis de 1 Gy de protones (EBR 2) con el de una dosis de 3 Gy de rayos gamma emitidos por núcleos de cobalto (EBR = 0,6), conviene defmir una nueva magnitud, llamada dosis equiva­lente (d.e.), en función de la dosis absorbida (d.a.) y la EBR de la radiación:

d.e.=100.(d.a.). ERB

El resultado, expresado en una nueva unidad: el rem, mide la magnitud del daño ocasionado. Por consiguiente, los protones producen una dosis equivalente de 200 rem. mientras que los rayos gamma producen una dosis equivalente de 180 rem. Con lo cual, la primera radiación ha sido más dañina.

Todos los organismos en nuestro planeta están sometidos a radiaciones de manera constante a lo largo de su vida. En parte debido a los rayos cósmicos y en parte por las emisiones de los elementos radiactivos naturales contenidos en el suelo (con frecuencia en porciones mínimas). En las sociedades modernas debe agregarse a estas fuentes naturales de radiación, las radiaciones provenientes de fuentes artificiales, siendo la más extendida la irradiación con rayos x para el diagnóstico médico. Algunas personas se hallan en mayor riesgo de recibir radiaciones ionizantes debido a la índole de su actividad (radiólogos o trabajadores de industrias nucleares) o a que la zona en que viven tiene mayor proporción de elementos radiactivos en el suelo y en las aguas.

Los ensayos nucleares que algunos países realizan en zonas relativamente aisladas también son responsables de una parte de la irradiación a la que estamos expuestos.

Efectos Biológicos

Las células que se están multiplicando son más sen­sibles a las radiaciones, por ello los niños y los fetos resultan más vulnerables que los adultos. Y como las células de un tumor están en crecimiento acelerado y pueden ser más afectadas por las radiaciones, se ha desarrollado la radioterapia para el cáncer. Los daños ocasionados por la radiación también dependen del intervalo de tiempo a lo largo del cual fueron recibidas: los efectos que aparecen tras una irradiación rápida se deben a la muerte de las células y pueden hacerse evidentes pasadas algunas horas o días. Una exposición más prolongada puede tolerarse mejor e incluso repararse. Aunque si la dosis es capaz de producir transtornos graves, la recuperación puede ser muy lenta o imposible. El conocimiento de los efectos inmediatos de grandes dosis de radiación sobre los seres humanos surge de estudios de las víctimas de explosiones atómicas (Hiroshima, Nagasaki) y de accidentes nucleares (Chernobyl). (Ver tambien en este sitio)

Diversos organismos nacionales e internacionales han establecido, en distintos momentos, cuáles son las dosis máximas permitidas tanto para personas dedicadas a tareas relacionadas con radiaciones como para la población común. Estos valores máximos han ido descendiendo y en la actualidad se acepta hasta algunas décimas de rem por año.

 Hasta 25 rem: repartidos en todo el cuerpo: no hay efectos observables. Pero dosis que no son letales a corto plazo o dosis adquiridas gradualmente en un lapso prolongado de tiempo, pueden producir cáncer después de un período de latencia de muchos años. Estos efectos retardados pueden incluir lesiones en los pulmones, en el cristalino del ojo, en los riñones y en el sistema vascular en general.

Más de 100 rem: hay lesiones en la médula ósea (donde se forma la sangre). Se duplica el riesgo de padecer cáncer.

Más de 500 rern: hay graves trastornos gastrointestinales, se destruye la médula ósea y se produce la muerte en días o semanas.

La irradiación sobre zonas limitadas del cuerpo produce daños locales en los tejidos por la lesión de los va­sos sanguíneos: puede llegarse a necrosis y gangrena.