Radiactividad ¿Cómo se mide?

Para medir distancias, todos conocemos los metros y hemos oido además otras medidas como las yardas, los pies, las millas etc. Esto son sólo diferentes unidades de medida que pueden convertirse entre sí de forma directa. Por ejemplo 1 milla son 1609,344 metros. Y esto es siempre así. A la hora de medir radiactividad nos encontramos con que hay buen número de unidades que se utilizan en distintos casos y que no miden la misma cosa. Para escribir este articulo me he inspirado en (o he fusilado a):

Nota: No soy especialista en mediciones radiactivas. La siguiente información puede ser imprecisa. Si detectas alguna incorrección, por favor, ayúdanos dejándolo en los comentarios.

Radiactividad

La radiactividad es un proceso de descomposición por la cual unos átomos de un elemento se transforman en átomos de otro elemento. Esta descomposición emite una serie de ondas y partículas que es a lo que llamamos radiación nuclear. Esta radiación puede ser de tres tipos: 

  • Radiación tipo Alfa. Son las particulas mas “gordas” compuestas por dos protones y dos neutrones, es decir un núcleo de helio sin electrones. [3]  pero disparado a una velocidad del 95% de la velocidad de la luz. Lo bueno es que se pueden parar con una lámina de papel. Lo malo es que si te entran en el cuerpo estás jodido (ver [2])
  • Radiación tipo Gamma o rayos gamma. Son fotones disparados con una energía enorme. Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa y beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células. Estos son los peores porque para pararlos hace falta plomo, hormigón y todas esas cosas que ponen en las centrales nucleares. [4]
  • Radiación tipo Beta [5] Esto son electrones también con mucha energía aunque pueden ser detenidos por una lámina de aluminio.
Asi pues tenemos una radiación compuesta de los ladrillos básicos de los átomos: neutrones, protones, electrones y por otro lado fotones. Todos ellos portadores de altas energías que pueden destruir o modificar tejidos, proteinas, ADN etc…

Unidades de medida

Si la radiación nuclear es una desintegración radiactiva,  la unidad de medida más básica es el número de desintegraciones radiactivas que se producen en un periodo de tiempo. De unidades se usan 2:

  • Bequereles: 1 desintegración por segundo
  • Curies  1 curie = 37,000,000,000 becquerel = 37 Gigabecquerels (GBq)

Esto no sirve de mucho para medir los efectos de la radiación, es sólo una unidad física. Puede ser más interesante saber, de la radiación emitida, cuanta se absorve en un tejido o en un aparato electrónico. Para eso se utilizan las unidades de absorción de radiación. La dosis absorbida mide la energía depositada en un medio por unidad de masa. La unidad del SI es el Gray= Julios (energía)/Kg (masa) Pero hay otras unidades viejunas como los Rad o los Roegents (que miden exposición). No hay conversión “automática” entre Bequereles y Grays porque dependen del material que absorve la radiación ( no es lo mismo piel que silicio) y del tipo de radiación ( no es lo mismo rayos alpha que gamma) Por último, desde el punto de vista de salud , el indicador de radiación es el de la dosis efectiva, que se calcula tomando la dosis de absorción de radiación -que acabamos de ver- en todos los organos y se multiplica por un coeficiente. Estos números no se calculan a machete, sino que se toman de la descripción de una “persona de referencia” que hacen en la Comisión Internacional de Protección Radiológica. La unidad de referencia es el sievert que son Julios/KG. Es decir, es como  medir Grays pero con un factor de corrección.

Sieverts en nuestro contador Geiger ¿Hay truco?

Nuestro contador geiger (ni ningún otro) no “mide” ninguna de estas unidades. El tubo de geiger está relleno de un gas que se ioniza cuando recibe radiación y simplemente genera un pulso electrico cuando esto ocurre. Asi que el numerito al que tenemos acceso es el de los pulsos o  ”cuentas por minuto” (CPM) Para pasar de CPM a Bequereles (desintegraciones por segundo) habría que conocer, cómo de sensible es el tubo. Es decir, no es lo mismo que se produzcan 400 desintegraciones en un minuto, a que yo las detecte todas.Además nuestro tubo sólo detecta radiación Gamma y Beta, no Alpha. La wikipedia dice que

“ Se cumple la equivalencia 1 Sv = 1 Gy para las radiaciones electromagnéticas (Rayos X y gamma) y los electrones, pero para otras radiaciones debe utilizarse un factor corrector: 20 para la radiación alfa, de 1 a 20 para neutrones,…) ”

Por tanto, como el tubo de geiger que tenemos no detecta otras radiaciones, en este caso los sieverts y los Greys coinciden. Aún seguimos preguntándonos  ¿como se saca este valor? Según la documentación del tubo geiger que tenemosdice que:

  • Sensitivy γ (60Co): 65cps/(µR/s)
  • Sensitivy γ (equivalent Sievert): 108cpm / (µSv/h)
  • Max cpm: 30000

Y de ahí los chicos de cooking-hacks (A quienes compramos la placa de medición) calculan el factor. Es imporante señalar que estos números se refieren a un tipo de elemento radiante- el cobalto 60. Si el elemento es otro diferente ( u otros) los numeritos serían otros. Pero como no los conocemos, pues usamos los que tenemos. Esto va a crear siempre un error – como se vió en la visita al centro de materiales - que no sé como acotar. Pero según dijeron allí, es normal que un contador de “seguridad” tenga un error de mas del 20%. Las dosis de radiación tienen una escala muy grande donde una desviación de un 20% no tiene mucha repercusión de cara a la seguridad (vease nuestra tabla favorita de xkcd ) Es decir: Da un poco igual estar recibiendo 0.17 us/h que 0.27us/h de radiación de fondo. lo que sería preocupante es descubrir que recibes 1.7 us/h a diario en tu salón.

Resumen

Concluyendo, ya hemos visto que las unidades de medida se agrupan en las que miden “radiación” pura, en las que miden absorción  y las que miden absorción efectiva. Tres grupos. Además hemos visto que el contador geiger no proporciona ninguna de esas medidas de forma directa, y que la conversión entre valores requiere de un proceso de calibración. Puesto que ese proceso de calibración se hace bajo unas condiciones de elemento radiante y de tipo de tejido que no se van a reproducir fuera del laboratorio, siempre va a haber un error en la conversión entre CPM y Bequereles o CPM y Sieverts/hora. Pero al final, según las mediciones que hemos hecho hasta ahora (comparando nuestras medidas con las medidas de contadores calibrados y con las medidas de radiación de fondo) parece que los errores se mueven alrededor del 20% y que esto a la hora de mediciones de seguridad no supone ningún problema porque la escala de niveles radiación es enorme.

5 thoughts on “Radiactividad ¿Cómo se mide?

  1. mdmme says:

    mola lo invisible!! os recomiendo la lectura
    Ensaios Radiaoctivos, de Marcé André, en Axóuxere Editora

    chaos!!

  2. C. says:

    Una pequeña corrección:
    El Bequerelio es 1 desintegración por SEGUNDO, no por minuto.

  3. Hugo Soriano says:

    muy bien te despeja de lo básico saber como se mide
    gracias

  4. Hugo Soriano says:

    gracias

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