TRABAJO PRACTICO SOBRE LA LLUVIA RADIACTIVA

Lluvia radiactiva, deposición de partículas radiactivas, liberadas en la atmósfera por explosiones nucleares o escapes de instalaciones y centrales nucleares, sobre la superficie de la Tierra . El interés de la opinión pública se ha centrado sobre todo en los efectos de la lluvia radiactiva desde el periodo de las pruebas nucleares atmosféricas a gran escala realizadas en las décadas de 1950 y comienzos de la de 1960. Se hicieron alegatos sobre sus efectos dañinos durante muchos años, pero hasta 1984 no se adoptó una decisión trascendental, cuando un juez federal de Utah dictaminó que 10 personas habían enfermado de cáncer debido a la negligencia del gobierno en lo referente a la exposición de los ciudadanos a la lluvia radiactiva en aquel estado. En 1985 el Tribunal de apelación de pensiones de Inglaterra y Gales llegó a una conclusión similar en el caso de un veterano de las pruebas nucleares británicas en las islas Christmas durante la década de 1950.

Desde la firma del tratado de limitación de pruebas nucleares en 1963, los niveles de lluvia radiactiva han disminuido en todo el mundo. El accidente nuclear de Chernobil produjo cierta cantidad de lluvia radiactiva.

Mecanismo

El material del que se compone la lluvia radiactiva se produce por fisión nuclear y por la activación del suelo, el aire, el agua y otros materiales en las inmediaciones del lugar de la detonación.

Las partículas radiactivas individuales son invisibles, y tan ligeras que podrían dar vueltas una y otra vez en torno al planeta sin llegar a descender a la superficie. No obstante, esta situación sólo se daría si una bomba nuclear fuera detonada a una distancia considerable de la atmósfera. Cuando un arma nuclear es detonada cerca de la superficie terrestre, la violencia de la explosión pulveriza ingentes cantidades de material, que en buena parte es absorbido hacia la bola de fuego y por tanto hacia la masa caliente que se eleva formando la característica nube en forma de hongo. En el interior de la bola de fuego y en el tallo de la nube de la bomba, las partículas radiactivas se adhieren a partículas más pesadas, que actúan como lastre.

Las partículas de materia de mayor masa caen de vuelta a la tierra en cuestión de minutos, formando una lluvia radiactiva muy localizada. Las partículas de masa menor, pero fácilmente visibles, arrastradas por el viento, caen a tierra al cabo de varias horas, y reciben el nombre de lluvia radiactiva local. La naturaleza y extensión de ésta dependen del tipo y potencia de la explosión, la altitud de la detonación y la fuerza y dirección del viento.

Las partículas microscópicas permanecen suspendidas durante periodos más largos. Si la explosión es de escasa potencia o de potencia media, la nube de la bomba puede no alcanzar la tropopausa, es decir, la capa atmosférica situada entre la troposfera y la estratosfera. En casos así, se produce la llamada lluvia radiactiva troposférica, y los fragmentos de la bomba se desplazan en torno a la tierra siguiendo la latitud donde se produjo la detonación, cayendo a la superficie cuando la lluvia y otras formas de precipitación arrastran la materia extraña de la atmósfera.

Si la potencia de la explosión es suficiente como para introducir residuos de la bomba en la estratosfera, muchas de las partículas pequeñas permanecen en ella, y quedan sometidas a la acción de los vientos estratosféricos. La lluvia producida en este caso recibe el nombre de lluvia atómica estratosférica o global. Dado que en la estratosfera no existen precipitaciones, estas partículas permanecen en suspensión durante considerables periodos. Se dispersan horizontalmente, por lo que algunas partículas, tras haber dado varias vueltas al planeta, acaban distribuidas por toda la estratosfera. La mezcla vertical, sobre todo en las regiones polares en invierno y a comienzos de la primavera, devuelve el material a la troposfera, donde se comporta como la lluvia radiactiva troposférica.

Persistencia de la lluvia radiactiva

Las partículas producidas por la fisión de átomos de uranio o plutonio y los materiales activados por los neutrones constituyen unos 300 isótopos radiactivos diferentes. Cada radioisótopo se caracteriza por su vida media, es decir, el tiempo necesario para que la mitad de la materia radiactiva se desintegre espontáneamente. En el plazo de una hora tras la explosión, la mayor parte de las sustancias de vida muy corta, es decir aquellas cuya vida media se mide en segundos y minutos, se desintegran, y la radiactividad total producida por la bomba disminuye en un factor superior a cien.

Transcurrida la primera hora, la radiactividad remanente se disipa a un ritmo cada vez menor. Los productos de vida más larga de la fisión son los que producen la mayor parte de la radiactividad residual. Unos pocos productos de la fisión tienen una vida muy larga; por ejemplo, el radioisótopo estroncio 90 (símbolo ⁹⁰Sr), también llamado radioestroncio, tiene una vida media de 28 años. Estas partículas de vida larga son la causa del riesgo radiactivo a largo plazo.

Efectos biológicos de la lluvia radiactiva global

La retención a largo plazo de residuos radiactivos en la atmósfera permite que algunos de los productos de vida corta se disipen en la atmósfera. En el caso de la lluvia radiactiva troposférica, se produce cierto grado de desintegración radiactiva en la atmósfera, lo que reduce algo la dosis de radiactividad a la que se ven expuestos quienes se encuentran en la superficie de la Tierra.

Con todo, los radioisótopos de vida larga, como el ⁹⁰Sr, no se desintegran apreciablemente durante el tiempo que permanecen en la estratosfera, y por tanto, pueden seguir siendo un riesgo potencial durante muchos años, sobre todo a través de los alimentos contaminados y destinados al consumo humano.

Estroncio 90

 

El estroncio radiactivo se comporta, químicamente, de forma similar al calcio, incluyendo su incorporación a los huesos humanos. La mayor parte de los sistemas biológicos prefieren el calcio al estroncio; por lo tanto, la cantidad de ⁹⁰Sr absorbido por las raíces de las plantas y por los animales depende de la disponibilidad de calcio. Cuando el ⁹⁰Sr se deposita directamente sobre las plantas durante la lluvia radiactiva, no obstante, las plantas absorben más cantidad de éste que si sólo lo hubieran hecho a través de las raíces y, por tanto, transmiten más ⁹⁰Sr a los animales y al hombre. Además, aunque la leche se usa como indicador del contenido en ⁹⁰Sr de los alimentos, debido a que contiene mucho calcio, el cuerpo humano absorbe menos ⁹⁰Sr de la leche que de otros alimentos con menor contenido en calcio. La mayor parte del resto de alimentos proceden de una serie de áreas geográficas con tasas variables de deposición por lluvia radiactiva y de acumulación en el suelo de ⁹⁰Sr. Este hecho, junto con las diferencias según los periodos de crecimiento y los suelos, produce niveles de ⁹⁰Sr en la dieta, en relación con el calcio, inferiores en algunas áreas y superiores en otras a las que cabría esperar sobre la base de la cantidad de lluvia radiactiva.

Cuando el ⁹⁰Sr penetra en el organismo, parte es excretado y el resto se deposita en el tejido óseo nuevo junto con el calcio. En los huesos jóvenes, el ⁹⁰Sr y el calcio son reemplazados sin cesar al ir creciendo el hueso. En los huesos adultos la sustitución es escasa; se deposita poco ⁹⁰Sr y su eliminación es muy lenta. La cantidad de ⁹⁰Sr que permanece en el hueso depende de las cantidades de ⁹⁰Sr y calcio ingeridos con la dieta durante los periodos de crecimiento óseo. El largo tiempo de retención del ⁹⁰Sr en el hueso es la base de su peligrosidad potencial. En experimentos realizados con animales, y en casos de envenenamiento humano, en los que se depositan en los huesos cantidades suficientes de materias radiactivas, se detecta mayor incidencia de leucemia y cáncer. Los niveles actuales de ⁹⁰Sr en el hombre son, con mucho, excesivamente bajos para que se detecten tales efectos.

Otros radioisótopos

Aunque el yodo 131, un isótopo radiactivo, tiene una vida muy corta (vida media, ocho días), es una de las fuentes potencialmente importantes de exposición interna a las radiaciones, debido a que se concentra en la glándula tiroides. Poco tiempo después de un accidente o explosión nucleares, la hierba contaminada con yodo 131 es consumida por las vacas; el isótopo aparece rápidamente en la leche. Debido a que la leche suele consumirse pocos días después de su producción, la gente puede consumir cantidades significativas de yodo 131 sin darse cuenta. Otros alimentos suelen consumirse transcurrido un intervalo más largo, por lo que la radiactividad ha disminuido apreciablemente. Cuando se acumulan cantidades significativas de yodo radiactivo en el tiroides, se produce un aumento en la incidencia del cáncer de tiroides; hasta la fecha, los niveles acumulados debido a la lluvia radiactiva son demasiado bajos, o la exposición a ellos demasiado reciente, como para que se detecte tal efecto.

El cesio 137, que tiene una vida media de 30 años, se incorpora también a la cadena alimentaria y penetra, por lo tanto, en el organismo humano. Como el potasio, al que químicamente se parece, se dispersa por todo el cuerpo, irradiándolo. No obstante, el cesio radiactivo sólo permanece en el organismo unos pocos meses. El carbono 14, que tiene una vida media de 5.760 años, se produce sobre todo por activación de los átomos de nitrógeno del aire durante las detonaciones nucleares. También se produce de forma continua y natural por acción de los rayos cósmicos. Desciende a la superficie de la Tierra en forma de dióxido de carbono, y como tal es absorbido por las plantas, distribuyéndose por último en toda la materia orgánica. El carbono radiactivo, es pues otro radioisótopo que irradia la totalidad del organismo. El cesio 137, el carbono 14, y los isótopos depositados en la tierra que irradian el organismo desde el exterior, contribuyen a la dosis total de irradiación corporal. Esta irradiación es un riesgo genético en potencia, y también afecta al organismo en sí.

Efectos genéticos de la lluvia radiactiva

A la hora de evaluar los efectos a largo plazo de la lluvia radiactiva, es esencial considerar los efectos genéticos de la radiación. La radiación puede producir mutaciones, es decir, cambios en las células reproductoras que transmiten las características heredadas de una generación a la siguiente. Casi todas las mutaciones inducidas por las radiaciones son dañinas, y sus efectos nocivos persisten en sucesivas generaciones.

Riesgos potenciales

La evaluación de los riesgos potenciales de la radiación procedente de la lluvia radiactiva implica en gran medida las mismas consideraciones que otros riesgos que afectan a grandes poblaciones. Estas evaluaciones son complejas y están relacionadas con posibles beneficios y otros riesgos. En el caso de la lluvia radiactiva, el riego potencial es global e implica múltiples incertidumbres relacionadas con las dosis de irradiación y sus efectos; la cambiante situación internacional debe ser evaluada continuamente.

El riesgo que representaría la lluvia radiactiva en una guerra nuclear sería mucho más serio que en una prueba nuclear. Habría que considerar los efectos letales inmediatos, así como los efectos a largo plazo. Los estudios de este tipo han llevado a la construcción de refugios nucleares como parte de los planes de defensa civil. Se están desarrollando sistemas para descontaminar el agua, la tierra y los alimentos con el fin de combatir los posibles efectos de la lluvia radiactiva durante y después de un ataque nuclear. Muchas investigaciones independientes, no obstante, sugieren que incluso aunque algunos seres humanos sobrevivieran a una guerra nuclear a gran escala y al probable invierno nuclear, probablemente serían estériles.

Riesgos de las centrales nucleares

El creciente empleo de la energía nuclear como fuente de energía plantea ciertos problemas relacionados con el control de los riesgos radiactivos. Los productos de la fisión controlada empleada en los reactores son peligrosos para el medio ambiente si se liberan en grandes cantidades, como ocurrió en Chernobil en 1986. En caso de producirse un accidente en una central con liberación de residuos radiactivos, la tierra podría quedar contaminada en muchos kilómetros a la redonda. Para impedir esto, los ingenieros nucleares diseñan los sistemas intentando minimizar el riesgo de fugas accidentales.