Radiació ionitzant

Una radiació ionitzant és aquella radiació que té prou energia per provocar l'excitació i la ionització dels àtoms de la matèria al seu pas. Pot ser una radiació electromagnètica amb una longitud d'ona molt curta, com els raigs gamma o els raigs X, o partícules d'alta energia, com ara electrons, partícules alfa o protons. Aquestes radiacions poden danyar l'estructura molecular de les substàncies com a conseqüència de la transferència directa d'energia vers els seus àtoms (ionització directa) o a causa de l'emissió secundària d'electrons (ionització indirecta). Els danys que poden causar sobre els teixits biològics poden ser molt severs, habitualment com a conseqüència de l'alteració de les molècules d'aigua, la radiació provoca l'ejecció d'un electró de les molècules d'aigua i això origina productes altament reactius, que tenen efectes oxidants o reductor.[1] Aquests efectes de la radiació sobre els éssers vius són estudiats per la radiobiologia.

Senyal de perill per radiació.

Altres tipus de radicació, com la llum visible, els raigs infraroigs o les ones de ràdio no són ionitzants.[2]

Les radiacions ionitzants poden provenir de substàncies radioactives, que emeten aquestes radiacions de forma espontània, o de generadors artificials, com ara els generadors de raigs X i els acceleradors de partícules. Són utilitzades, des del seu descobriment per Wilhelm Conrad Röntgen el 1895, en aplicacions mèdiques i industrials, i és l'aplicació més coneguda dels aparells de raigs X, o l'ús de fonts de radiació en l'àmbit mèdic, tant en diagnòstic (gammagrafia) com en el tractament (radioteràpia en oncologia, per exemple) mitjançant l'ús de fonts (p. ex cobaltoteràpia) o acceleradors de partícules.

Classificació de les radiacions ionitzants modifica

 
Representació senzilla del poder de penetració dels diferents tipus de radiació ionitzant. Una partícula alfa no penetra una làmina de paper, una versió beta no penetra una làmina de metall i un fotó penetra fins i tot grans gruixos de metall o formigó.
Segons siguin fotons o partícules
Segons la ionització produïda
  • Radiació directament ionitzant: sol comprendre les radiacions corpusculars formades per partícules carregades que interaccionen de forma directa amb els electrons i amb el nucli dels àtoms de molècules com per exemple la de l'aigua. En són exemples la radiació alfa, carregada positivament, i la radiació beta menys, carregada negativament. Solen tenir una transferència lineal d'energia alta.
  • Radiació indirectament ionitzant: està formada per les partícules no carregades com els fotons, els neutrins o els neutrons, que en travessar la matèria interaccionen amb ella produint partícules carregades sent aquestes les que ionitzen a altres àtoms. N'és un exemple la radiació gamma. Solen tenir una baixa transferència lineal d'energia.
Segons la font de la radiació ionitzant
  • Les radiacions naturals: procedeixen de radioisòtops que es troben presents en l'aire (com per exemple el Rn-222 o el C-14), el cos humà (p. ex. el C-14 o l'U-235), els aliments (p. ex. el Na-24 o l'U-238), l'escorça terrestre (i per tant les roques i els materials de construcció obtinguts d'aquestes, com el K-40), o de l'espai (radiació còsmica). Són radiacions no produïdes pels humans. Més del 80% de l'exposició a radiacions ionitzants de mitjana a la qual està exposada la població prové de les fonts naturals.
  • Les radiacions artificials: estan produïdes per activitats desenvolupades per l'ésser humà, com ara l'ús aparells utilitzats en radiologia, alguns emprats en radioteràpia, per materials radioactius que no existeixen en la natura (reactors nuclears, acceleradors) o per materials que els humans directament concentren químicament. La naturalesa física de les radiacions artificials és idèntica a la de les naturals. Per exemple, els raigs X naturals i els raigs X artificials són ambdós raigs X (fotons o ones electromagnètiques que procedeixen de la desexcitació d'electrons atòmics). Les restes de les explosions de bombes a la Segona Guerra Mundial, en les proves atòmiques dutes a terme a l'atmosfera per les potències nuclears durant l'inici de la Guerra Freda, o les degudes a l'accident de Txernòbil donen lloc a una presència de radioisòtops artificials procedents de la fissió nuclear (principalment cesi 137). Els isòtops de semiperíode més llarg seran detectables durant desenes d'anys en tota la superfície terrestre.[3]

Unitats de mesura de la radiació ionitzant modifica

Els éssers humans no tenen cap sentit que percebi les radiacions ionitzants. Hi ha diversos tipus d'instruments que poden captar i mesurar la quantitat de radiació ionitzant que absorbeix la matèria, per exemple els comptadors Geiger, detectors de ionització gasosa, centellejadors o certs semiconductors.

Hi ha diferents unitats de mesura de la radiació ionitzant en el Sistema Internacional d'Unitats (SI), es diferencia entre dosi absorbida i dosi equivalent. La dosi absorbida és una magnitud física, que mesura la quantitat d'energia absorbida per unitat de massa com a conseqüència de l'exposició d'un cos a una radiació ionitzant, i es mesura en grays.[4] La dosi equivalent seria l'energia que una radiació de referència hauria de transferir a la unitat de massa d’un teixit per tal de produir el mateix efecte biològic que la dosi absorbida de la radiació estudiada, la seva unitat de mesura és el sievert.[5] Addicionalment hi ha el becquerel que serveix per a mesurar l'activitat radioactiva. Tant el gray com el sievert són unitats derivades que s'expressen en J · kg-1, tanmateix se'ls va donar noms especials per tal d'evitat possibles errors en la utilització de la notació joule per quilogram.[6]

Vegeu també modifica

Referències modifica

  1. Rennie i Law, 2019, ionizing radiation.
  2. Radiaciones ionizantes: Utilización y riesgos, de Xavier Ortega Aramburu i Jaume Jorba Bisbal. Edicions UPC, 2009. ISBN 8483010887 (castellà)
  3. Delegació de Seguretat, Salut i Qualitat Ambiental.
  4. Rennie i Law, 2019, dose.
  5. «Radiació ionitzant». Gran Enciclopèdia Catalana. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  6. «El sistema internacional d'unitats (SI) 9a edició 2019» (PDF) (en francès) p. 29 i 64. BIMP. [Consulta: 22 gener 2022].

Bibliografia modifica

  • Rennie, Richard; Law, Jonathan. A Dictionary of Physics (en anglès). Vuitena edició. Oxford University Press, 2019. ISBN 978–0–19–882147–2. 

Enllaços externs modifica

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Radiació ionitzant