Qué es la radioactividad

Qué es la radioactividad
Los átomos que constituyen la materia suelen ser, generalmente, estables pero algunos de ellos se
transforman espontáneamente y emiten radiaciones que transportan energÃ−a. Es lo que se denomina
radioactividad.
Que es la energÃ−a nuclear
La energÃ−a nuclear es la energÃ−a que se libera como resultado de cualquier reacción nuclear. Esta
energÃ−a puede obtenerse por fisión (*) o por fusión (*). En las reacciones nucleares se libera una
extraordinaria cantidad de energÃ−a y ella es debido a que en dicha reacción se produce una disminución
de masa que se transforma directamente en energÃ−a.
En relación con la liberación de energÃ−a, una reacción nuclear es un millar de veces más energética
que una reacción quÃ−mica, producida por ejemplo en la combustión de un combustible fósil (CH4).
Que es un átomo
En la naturaleza, la materia ya se trate de agua, de gases, de rocas, de seres vivos- está formada por
moléculas que son combinaciones de átomos. Los átomos tienen un núcleo cargado positivamente y a
su alrededor se desplazan los electrones, cargados negativamente. El átomo es neutro.
El núcleo del átomo esta formado a su vez por protones cargados positivamente y neutrones. En ciertos
átomos, el núcleo al transformarse emite una radiación, manifestando de esta manera la radioactividad del
átomo.
Los protones y los neutrones están a su vez formados por quarks.
Que es el neutrón
Es una partÃ−cula elemental del núcleo de masa unidad, no posee carga eléctrica. El neutrón constituye
todos los núcleos de los átomos excepto en el caso del hidrogeno de masa 1.
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El neutrón fue descubierto en el laboratorio de Cavendishen el año 1932 por el fÃ−sico James Chadwick.
Los isótopos
Todos los átomos cuyos núcleos tienen el mismo número de protones constituyen un elemento quÃ−mico.
Como tienen el mismo número de protones, tienen el mismo número de electrones y, por consiguiente, las
mismas propiedades quÃ−micas. Cuando su número de neutrones es diferente, reciben la denominación de
"isótopos". Cada isótopo de un elemento determinado se designa por el número total de sus nucleones
(protones y neutrones).
Por ejemplo, el uranio 238 y el uranio 235 tienen ambos 92 electrones. Su núcleo tiene 92 protones. El
isótopo 238 tiene 146 neutrones, o sea, 3 neutrones más que el uranio 235.
Que son los radiosotopos
Son elementos radioactivos artificiales generados en reactores nucleares. Estos elementos radioactivos se
obtienen bombardeando núcleos de elementos estables con neutrones o con partÃ−culas cargadas.
Las radiaciones de la radioactividad
Se distinguen tres clases de radiaciones correspondientes a tres formas de radioactividad.
La radioactividad a se traduce por la emisión de un núcleo de helio, denominado partÃ−cula α, que es
particularmente estable y esta formado por dos protones y dos neutrones.
La radioactividad β corresponde a la transformación, dentro del núcleo:
Ya sea de un neutrón en protón, radioactividad β, caracterizada por la emisión de un electrón e-,
Ya sea de un protón en neutrón, radioactividad β+, caracterizada por la emisión de un antielectrón o
positrón e+ que sólo se manifiesta en núcleos radioactivos producidos artificialmente por reacciones
nucleares.
La radioactividad γ contrariamente a las dos anteriores, no está vinculada a una transmutación del núcleo.
Se traduce por la emisión, por el núcleo, de una radiación electromagnética, como la luz visible o los
rayos X, pero más energética.
La radioactividad γ puede manifestarse sola o conjuntamente con la radioactividad α o β.
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Radiaciones ionizantes
Radiaciones alpha, radiaciones beta, radiaciones gamma, rayos X, ultravioletas, luz visible, infrarroja,
microondas, ondas radio
Se dice que una radiación es ionizante cuando posee la energÃ−a necesaria para arrancar uno o varios
electrones a los átomos o a las moléculas del medio irradiado. Es el caso de las radiaciones ï ¡ y ï ¢ y
también de las radiaciones electromagnéticas como son los rayos γ, los rayos X y determinados rayos
ultravioletas. No son en cambio ionizantes en la práctica la luz visible, la infrarroja, las microondas ni las
ondas radio.
PerÃ−odo radioactivo
Una sustancia tiene una radioactividad decreciente a medida que sus átomos inestables se transforman. Se
denomina perÃ−odo al tiempo necesario para que esta actividad se reduzca a la mitad. Este perÃ−odo es
caracterÃ−stico de cada isótopo radioactivo. Puede ir de unas fracciones de segundo a varios miles de
millones de años, según los isótopos involucrados. La naturaleza ofrece asÃ− varios centenares de
isótopos radioactivos que son como calibres especÃ−ficos para la medición del tiempo.
Ejemplos: polonio 214 (0,164 segundos), oxÃ−geno 15 (2 minutos), yodo 131 (8 dÃ−as), cobalto 60 (5,3
años), carbono 14 (5730 años), plutonio 239 (24110 años), uranio 238 (4.500 millones de años)...
La radioactividad artificial
La radioactividad artificial es un fenómeno de la misma naturaleza que la radioactividad natural pero en la
que los núcleos emisores se producen en un laboratorio o en reactores.
Que es la energÃ−a nuclear
La energÃ−a nuclear es la energÃ−a que se libera como resultado de cualquier reacción nuclear. Esta
energÃ−a puede obtenerse por fisión (*) o por fusión (*). En las reacciones nucleares se libera una extra
ordinaria cantidad de energÃ−a y ella es debido a que en dicha reacción se produce una disminución de
masa que se transforma directamente en energÃ−a.
En relación a la liberación de energÃ−a de energÃ−a, una reacción nuclear es un millar de veces más
energética que una reacción quÃ−mica, producida por ejemplo en la combustión de un combustible
fósil (CH4).
La fision
Núcleo de uranio 235, absorbedor de neutrones
Decimos que un núcleo pesado sufre una fisión cuando se fragmenta, de forma espontánea o provocada,
en dos o varios núcleos más ligeros, emitiendo neutrones. Estos neutrones pueden a su vez provocar otras
fisiones y asÃ− sucesivamente en una reacción en cadena, que libera una gran cantidad de energÃ−a. En las
centrales nucleares la reacción en cadena es controlada, es decir, que no puede dispararse fuera de control.
En las bombas atómicas de fisión o bombas A se busca, en cambio todo lo contrario, es decir la
ampliación del efecto.
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La energÃ−a de fisión
La masa total de los productos de fisión y de los neutrones emitidos es inferior a la masa del núcleo inicial.
La diferencia de masa o defecto de masa ha sido transformada en energÃ−a según la célebre fórmula de
Einstein E = mc2. La fisión de todos los núcleos de un kilogramo de uranio 235 produce tanta energÃ−a
como la combustión de 2.500 toneladas de carbón.
La fusion
Dos núcleos isótopos ligeros (isótopos de hidrógeno, por ejemplo) pueden, fusionandose uno en el otro,
formar un núcleo más pesado, como el helio, liberando una gran cantidad de energÃ−a. La reacción de
fusión se produce a una temperatura muy alta, del orden de 200 millones de grados. Por esta razón se dice
que la fusión es una reacción termonuclear. Tales reacciones se producen en el sol y las estrellas. Son las
utilizadas en la bomba H (bomba de hidrógeno).
La energÃ−a de fusión
En una reacción de fusión, la masa del núcleo final es inferior a la suma de las masas de los dos núcleos
iniciales. Esta defecto de masa, cotejada a un mismo número de nucleones, se traduce en una liberación de
energÃ−a aún más elevada que la que puede dar una reacción de fisión. La fusión de todos los núcleos
de un kilogramo de una mezcla de deuterio y de tritio producirÃ−a tanta energÃ−a como la combustión de
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10.000 toneladas de carbón.
La fusión controlada
Los fÃ−sicos trabajan en el control de la reacción de fusión que podrÃ−a constituir en el futuro una nueva
fuente de energÃ−a. La fusión termonuclear controlada es un reto tan importante para la humanidad que ha
sido objeto del único programa de investigación que reúne a todos los paÃ−ses que han alcanzado un alto
nivel de desarrollo cientÃ−fico y técnico: el proyecto ITER (International Thermonuclear Experimental
Reactor). La fotografÃ−a representa el interior de la cámara toroidal del dispositivo supraconductor "Tore
supra", construido en Cadarache (CEA) en el marco del programa EURATOM, para estudiar la fusión
controlada por confinamiento magnético.
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REACTORES NUCLEARES
En el año 1905 Albert Einstein asombró al mundo cientÃ−fico al publicar que la materia y la energÃ−a
eran equivalentes. ConcluÃ−a que si un Kg. de materia fuera convertido totalmente en energÃ−a producirÃ−a
25.000 millones de KWh.
Aquéllos que se dieron cuenta de la importancia de la predicción de Einstein pensaron que si se podÃ−a
encontrar un camino para convertir cantidades relativamente pequeñas de materia en energÃ−a de una
forma controlada, se pondrÃ−a a disposición de la humanidad una nueva y casi inimaginable fuente de
energÃ−a.
Ya en 1896 Henri Becquerel descubrió el fenómeno de radiactivida, pero no se comprendió la importancia
de su descubrimiento hasts Curie, Rutheford y otros demostraron que la energÃ−a que la energÃ−a que
acompañaba al fenómeno de la radiactividad era miles de veces mayor por átomo que la energÃ−a
observada en las reacciones quÃ−micas.
La búsqueda de un medio práctico de acceder a la tremenda energÃ−a potencial disponible en el átomo
no cesó hasta que en 1939 se descubrió un nuevo tipo de desintegración atómica llamada fisión.
Un reactor nuclear es básicamente una instalación en la que puede iniciarse, mantenerse y controlarse una
reacción nuclear de fisión en cadena, con los medios apropiados para extraer el calor generado. El primer
reactor nuclear fue operado en diciembre de 1942, en la universidad de Chicago, bajo la direccion de Enrico
Fermi..
Un reactor nuclear está formado por distintas partes, cada una de las cuales juega un papel importante en la
generación de calor. Dichas partes son:
• Combustible: El combustible de un reactor nuclear es un material fisionable en cantidades tales que
se alcance la masa crÃ−tica, y dispuesto de tal forma que sea posible extraer rápidamente el calor
que se produce en su interior debido a la reacción de fisión en cadena.
Los combustibles empleados en los reactores de centrales nucleares están en forma sólida.
• Moderador: Los neutrones producidos en la fisión tienen una energÃ−a en forma de velocidad,
relativamente alta. Para que se produzcan nuevos choques con estos " nuevos " neutrones, conviene
disminuir su velocidad, moderarlos, y asÃ− aumenta la probabilidad de que sean capturados por otro
átomo fisionable y no se rompa la reacción en cadena. A estos neutrones moderados se les
denomina, neutrones lentos, y a los primitivos sin moderar, neutrones rápidos.
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El papel del moderador es, por tanto, disminuir la energÃ−a cinética del neutrón, mediante choques con
un átomo de material adecuado.
Los moderadores más utilizados son: el agua natural, también llamada ligera, el agua pesada, el carbono
(grafito) , etc.
• Refrigerante: Como se ha dicho, insistentemente, el calor producido en las reacciones de fisión hay
que extraerlo rápidamente del núcleo del reactor, formado por los elementos combustibles, por
medio del refrigerante.
Los refrigerantes más usuales son fluÃ−dos, que pueden ser gaseso lÃ−quidos.
Para que un fluÃ−do sea un buen refrigerantedebe tener ciertas caracterÃ−sticas, como:
• No ser corrosivos a las vainas de los elementos combustibles ni a otras partes del reactor con lo que
esté en contacto.
• Tener gran capacidad calorÃ−fica.
• Tener una sección de captura neutrónica relatÃ−vamente baja, asÃ− como las impurezas que le
acompañen.
Los materiales más utilizados como refrigerante son el agua ligera, el agua pesada y el anhÃ−drido
carbónico.
• Reflector: En una reacción nuclear en cadena que tiene lugar en un reactor nuclear, un cierto
número de neutrones tienden a escapar de la región donde aquélla se produce, con la
consiguiente pérdida de los mismos. Esta fuga neutrónica puede reducirse, con lo que
obtendremos un reactor nuclear mas eficiente.
En la práctica, al medio utilizado para cambiar la dirección de muchos neutrones que normalmente
escaparÃ−an de la reacción y no volverÃ−an a reaccionar, se le conoce como reflector. Este es un material
de baja sección eficaz que rodea al núcleo del reactor.
La elección del material reflector depende de la clase de reactor. Si el reactor es un reactor térmico, el
reflector puede ser de un material moderador, pero si es un reactor rápido entonces el reflector tiene que ser
de un elemento de masa atómica grande (no moderador) para que los neutrones se reflecten en el núcleo
con su original energÃ−a cinética.
• Blindaje: Cuando un reactor nuclear está en operación, gra cantidad de radiación sale en todas
direcciones. En un reactor nuclear se producen todas las formas de radiación atómica. Los rayos
alfa y beta emitidos tienen relativamente poco poder de penetración y no son causa de grandes
problemas. Sin embargo, los rayos gamma y los neutrones tienen un poder de penetración mucho
mas grande y por esto no es posible trabajar en las proximidades del reactor sin tener una protección
adecuada para evitar el riesgo humano a las radiaciones. Por ello es necesario colocar un "blindaje
biológico" alrededor del reactor para interceptar las radiaciones gamma y neutrónica.
Los materiales mas usados para construir un blindaje en un reactor nuclear son: hormigón, agua, plomo, Que
para dar una idea de lo que representa un blindaje, en un reactor nuclear diremos que se necesitan espesores de
muros de hormigón de alta densidad superiores a 1.5 m. Como se puede comprender, el tamaño y peso de
un reactor se aumenta considerablemente por los blindajes.
CONTROL DE REACTORES NUCLEARES
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Para que un reactor nuclear funcione durante un perÃ−odo de tiempo tiene que tener un exceso de reactividad
sobre el valor crÃ−tico, para compensar las pérdidas de neutrones que por diversos fenómenos tiende a
reducirlos.
Este exceso de reactividad es máximo con el combustible fresco y va disminuyendo con la vida del mismo
hasta que se anula, en cuyo momento hay que cambiar o recaegar el combustible.
El reactor tiene que funcionar en condiciones de criticidad, lo que significa que el exceso de reactividad tiene
que mantenerse en un valor cero.
Para controlar la reactividad en los reactores nucleares de agua natural, se puede proceder de varias formas,
que pueden actuar de forma simultánea o no. La introducción de absorbentes de neutrones en el núcleo
por medio de barras llamadas de control, es un medio rápido y eficaz de control. Estas barras estén
fabricadas con metales o aleaciones de cadmio, plata o indio, con gran sección eficaz de captura. En
determinadas circunstancias puede disolverse en el moderador, cuando éste es lÃ−quido, un absorbente de
neutrones como el ácido bórico. Este procedimiento de control es lento, pero tiene la ventaja que no
distorsiona el flujo neutrónico como ocurre con las barras de control, lo que puede originar puntos calientes
en los elementos combustibles, cosa no deseable.
En funcionamiento normal, un reactor nuclear tiene las barras de control en posición extraÃ−da del núcleo,
pero el diseño de las centrales nucleares es tal que un fallo en un sistema de seguridad , siempre actúa en el
sentido de seguridad del reactor. AsÃ−, un fallo en el sistema de control del reactor, las barras de control
caerÃ−an dentro del núcleo por gravedad, compesando instantáneamente la reactividad del núcleo y
parándose el reactor.
Otro tipo de control se realiza con materiales absorbentes o venenos combustibles que van desapareciendo por
captura neutrónica, que están dentro del núcleo y no son extraÃ−bles.
TIPOS DE REACTORES NUCLEARES
Las diversas combinaciones de combustible, moderador y refrigerante configuran los diversos tipos de
reactores nucleares posibles.
Los tipos de reactores nucleares pueden clasificarse ateniéndose a varios criterios; los más comunes son
los siguientes:
• Según la velocidad de los neutrones que producen las reacciones de fisión: reactores rápidos y
reactores térmicos.
• Según el combustible utilizado: reactores de uranio natural, en los que la proporción de uranio 235
en el combustible es la misma que se encuentra en la naturaleza, esto es, aprox. 0,7 por 100, reactores
de uranio enriquecido, en los que la proporción de uranio 235 se ha aumentado hasta alcanzar un 3
ó un 4 por 100.
• Según el moderador utilizado; los que utilizan agua ligera, agua pesada, o grafito.
• Según el material usado como refrigerante: los materiales más utilizados son el agua (ligera o
pesada) o un gas (anhÃ−drido carbónico o helio), que a veces actúan simultáneamente como
moderador y refrigerante. Otros refrigerantes posibles son: aire, vapor de agua, metales lÃ−quidos o
sales fundidas.
Hay varios tipos de centrales nucleares en operación comercial. Sus diferencias estriban en los distintos tipos
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de reactores que utilizan para producir energÃ−a, ya que una vez producido el vapor de todas emplean los
mismos sistemas convencionales. Con esta consideración, los distintos tipos de centrales o de reactores en
operación comercial son los siguientes:
• REACTOR DE AGUA A PRESIÃ N (PWR)
El reactor de agua a presión es el tipo de reactor más ampliamente utilizado en el mundo y ha sido
desarrollado principalmente en EE.UU. , Alemania Francia y Japón.
En este reactor el agua se utiliza como moderador y como refrigerante.
El combustible es uranio enriquecido en forma de áxido
El agua de refrigeración, que circula a gran presión, lleva la energÃ−a desprendida en el núcleo del
reactor a un intercambiador de calor, donde se genera el vapor que alimentará el turbo-grupo.
• REACTOR DE AGUA EN EBULLCIÃ N (BWR).
El reactor de agua en ebullición, al igual que el anterior, es ampliamente utilizado y su tecnologÃ−a ha sido
desarrollada, principalmente en EE.UU. , Suecia, y Alemania.
En este reactor el agua se utiliza como moderador y como refrigerante.
El combustible es uranio enriquecido en forma de óxido.
En este tipo de reactores la ebullición del agua ligera tiene lugar en el interior del núcleo del reactor, en el
que la presión es inferior a la del sistema anterior. El vapor producido se separa del caudal del agua
refrigerante por medio de unos separadores y unos secadores y a continuación fluye a la turbina.
• REACTOR DE URANIO NATURAL, GAS Y GRAFITO (GCR).
Estos reactores, cuyo combustible es uranio natural en forma de metal, introducido en tubos de una aleación
de magnesio llamado magnox, emplean grafito como moderador y se refrigeran por anhÃ−drido carbónico.
Este tipo de reactores, desarrollado principalmente en Francia y Reino Unido, genera el vapor mediante un
circuito cambiador de calor, exterior o interior a la vasija que contiene el núcleo.
• REACTOR AVANZADO DE GAS (AGR).
Ha sido desarrollado en el Reino Unido como sucesor del uranio natural-grafito-gas. Las principales
diferencias introducidas son que el combustible, en forma de óxido de uranio enriquecido, esta introducido
en tubos de acero inoxidable y que la vasija, de hormigón pretensado, contiene en su interior los cambiadores
de calor
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• REACTOR REFRIGERADO POR GAS A TEMPERATURA ELEVADA (HTGCR)
Este reactor representa la siguiente etapa en la serie de reactores refrigerados por gas. Actualmente está
siendo desarrollado en Alemania, Reino Unido y Estados Unidos.
Difiere del anterior en tres aspectos principales: utilización del helio como refrigerante, en lugar del
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anhÃ−drido carbónico, combustible cerámico, en vez de metálico, y temperaturas del gas mucho más
elevadas.
• REACTOR DE AGUA PESADA (HWR).
Este tipo de reactor ha sido desarrollado principalmente en Canadá.
Emplea como combustible uranio natural, en forma de óxido, introducido en tubos de circonio aliado. Su
principal caracterÃ−stica es el uso de agua pesada como moderador y refrigerante.
En su diseño mas común, los tubos del combustible están introducidos en una vasija que contiene el
moderador, agua pesada. El refrigerante, también agua pesada, se mantiene a presión para que no entre en
ebullición, produciéndose el vapor en unos cambiadores de calor por los que circula el agua ligera.
• REACTOR REPRODUCTOR RAPIDO (FBR).
Hay varios diseños que actualmente están en perÃ−odo de prueba, siendo el ruso y el francés los que se
encuentran más avanzados. La principal caracterÃ−stica de los reactores rápidos es que no utilizan
moderador y que, por tanto, la mayorÃ−a de las fisiones se producen por neutrones muy rápidos. El núcleo
del reactor consta de una zona fisionable, rodeada de una zona fértil en la que el uranio 238 o uranio natural
se transforma en plutonio. También puede utilizarse el ciclo uranio 233-torio.
El refrigerante es sodio lÃ−quido; el vapor se produce en intercambiadores de calor. Su nombre de
"reproductor" alude a que en la zona fértil se produce mayor cantidad de material fisionable que la que
consume el reactor en su funcionamiento.
FUNCIONAMIENTO DE LAS CENTRALES NUCLEARES.
Los reactores de agua ligera, en sus dos versiones de agua a presión y en ebullición, representan el 90 por
100 de los reactores de potencia que existen en el mundo, por lo que nos vamos a referir a ellos.
Las centrales nucleares se diferencian d las térmicas de carbón, petróleo o gas, en principio, solamente en
la forma de proporcionar el calor al agua para que se convierta en vapor y actúe sobre la turbina. El resto de
la instalación de una central nuclear es idéntica a una de carbón.
CENTRALES DE AGUA A PRESION (PWR)
Este tipo de centrales se denominan asÃ− porque el agua natural o ligera, que actúa como refrigerante y
moderador del reactor nuclear, está a una presión superior a la de saturación con el fin de impedir su
ebullición. La presión media del refrigerante es de 157 at. Y su temperatura de 327 C a la potencia normal.
En este tipo de centrales hay tres circuitos bien diferenciados:
Circuito primario. El circuito primario es el del agua que se hace circular por el reactor y por el haz tubular
de los generadores de vapor, cuyos elementos principales son:
• Vasija del reactor
• Generador de vapor
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• Bomba del refrigerante del reactor
• Presionador
Circuito secundario. Es el del agua que se calienta y se vaporiza en el generador de vapor y pasa en forma de
vapor por la turbina y se condensa en el condensador.
Este circuito comprende los elementos :
• Generador de vapor
• Turbina generador eléctrico
• Condensador.
Circuito terciario. Es el del agua de refrigeración del condensador y puede ser en circuito cerrado o abierto.
CIRCUITO PRIMARIO:
La vasija del reactor para una central de unos 1.000 MW de potencia es un recipiente de acero especial de
unas 400 t de peso. En ella está el núcleo del reactor compuesto por pastillas de dióxido de uranio
ligeramente enriquecido (2-3 por 100) en U-235, confinados en vainas de zircaloy ( aleación de Zr) , los
cuales se agrupan en forma cuadrangular, formando los elementos combustibles. La fisión nuclear produce
una gran cantidad de calor que pasa del combustible al agua de refrigeración incrementando su temperatura
en unos 350 °C . El agua de refrigeración actúa también como moderador de la energÃ−a de los
neutrones en la reacción nuclear de fisión en cadena.
El reactor se controla por medio de las barras de control y por ácido bórico disuelto en el refrigerante.
Tanto las barras de control como el boro son buenos absorbentes de neutrones y tienden a hacer menos
reactivo el núcleo, de forma que ajustando la concentración de boro y la longitud de la barra de control que
se inserta en el núcleo puede variarse el nivel de potencia del reactor incluso pararlo.
El agua a presión calentada en la vasija circula por las toberas de la rama caliente al generador de vapor, o
cambiador de calor, donde pasa por el haz de tubos e intercambia su calor con el agua que los rodea
transformándola en vapor.
Los generadores de vapor aseguran una separación fÃ−sica entre el agua del refrigerante del reactor del
circuito primario y del ciclo del vapor secundario.
El lado primario del generador de vapor consiste en un fondo semiesférico, dividido en dos mitades por una
placa, y el haz tubular. La placa separa la entrada y la salida del agua de refrigeración. El haz tubular está
formado por un número elevado de tubos de pared delgada para conseguir una superficie de intercambios
adecuada y una buena transmisión de calor de acuerdo al diseño termohidráulico.
El agua enfriada que sale del generador por la zona frÃ−a del circuito es impulsada por una bomba del
reactor, cerrando asÃ− el circuito primario.
En todo el sistema refrigerante del reactor, circuito primario, se mantiene la presión mediante un elemento
denominado "presionador" que está conectado a uno de los lazos de refrigeración. Es un cilindro de acero
que en funcionamiento normal de la central, un 60 por 100 de su volumen, está ocupado por agua y un 40
por 100 de vapor. Interiormente lleva unas resistencias eléctricas para mantener el agua a temperatura de
saturación. La existencia de las fases lÃ−quido-vapor permite atenuar el cambio de volumen del agua,
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debido a una variación de la temperatura del refrigerante, mediante la creación de más vapor o disminuir
éste y corregir de esta forma la variación de presión en el primario. En el caso de incrementos
importantes de presión que no pueda asumirlas el sistema, producirÃ−a la apertura de las válvulas de
alivio, y en caso extremo se abrirÃ−an las válvulas de seguridad.
Todo el circuito primario va dentro del edificio de contención. Este edificio de pared cilÃ−ndrica va
rematado d una cúpula semiesférica o semielÃ−ptica, aunque también puede darse una configuración
esférica. La estructura de la obra puede ser de hormigón armado o pretensado e incluso de acero. Las
paredes interiores van recubiertas de chapas de acero soldadas, que aseguran la más completa estanquidad.
La estructura de la contención puede ser de tipo simple o doble. Este edificio tiene que estar diseñado para
cargas normales y para cargas debidas a accidentes, tanto internos como externos, asÃ− como las cargas de
servicio (de construcción, de ensayo, terremoto básico de diseño) y las cargas factoriales que incluyen las
cargas de presión y temperatura como consecuencia del accidente máximo de diseño; terremoto con
parada segura, etc.
La finalidad de este edificio de contención es impedir la salida de los productos de la fisión tanto en
condiciones normales como de accidente, asÃ− como de barrera biológica.
CIRCUITO SECUNDARIO:
La separación fÃ−sica de los circuitos primario y secundario se realiza a través del generador de vapor
que, en su parte del secundario, está formado por una carcasa que actúa de barrera de presión alrededor
del haz de tubos (primario) y de una parte superior donde se aloja el separador de humedad del vapor.
El agua de alimentación entra en el generador por la tobera correspondiente y el agua baja a través del
espacio anular entre la carcasa y la camisa del haz tubular y sube entre los tubos del haz donde absorbe el
calor que le transfiere el agua de refrigeración la cual circula por el interior de los tubos, hasta convertirse en
vapor. Este vapor va mezclado con agua, por lo que debe eliminarse ésta en el separador de humedad, ya
que la turbina no admite mezcla de vapor y agua.
El vapor llega a la turbina, acciona los álabes de la misma y hace girar el generador eléctrico acoplado a
ella produciendo energÃ−a eléctrica.
La turbina tiene una sección de alta presión y varias de baja presión. El vapor al salir de la turbina de alta
presión tiene una cantidad de humedad que hay que quitar para mejorar el rendimiento de la turbina. Esto se
consigue pasando el vapor por un recalentador de humedad. El vapor recalentado se transfiere a las turbinas
de baja presión, cuyo número depende de la potencia eléctrica de la central.
El vapor, una vez que ha pasado por la turbina, se enfrÃ−a en el condensador, que es un cambiador de calor
de grandes dimensiones. El agua condensada se recoge en una cámara llamada "pozo caliente" , desde donde
es impulsada, por las bombas correspondientes, a un sistema de precalentamiento, y de ahÃ− a los
generadores de vapor, cerrándose el ciclo.
CIRCUITO TERCIARIO:
Para enfriar el vapor en el condensador se requiere una gran cantidad de agua. Esta agua debe venir del mar,
lagos o rÃ−os, devolviendo el agua a su origen prácticamente en su totalidad , pero algo más caliente (ciclo
abierto).
Es un sistema de "ciclo cerrado", el agua que pasa a una torre de refrigeración , donde se evapora en parte, se
refrigera y vuelve a entrar al ciclo, gastando una pequeña cantidad de agua.
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CENTRALES DE AGUA A EBULLICION (BWR)
A estas centrales se les llama asÃ− porque el agua natural o ligera actúa como refrigerante y moderador del
reactor nuclear. El agua, mantenida a una presión de unas 70 at, entra en ebullición y este vapor va
directamente a la turbina.
En estas centrales , a diferencia con los PWR, no tienen generador de vapor, que era la interfase entre el agua
del primario y el vapor secundario.
El combustible nuclear (UO2) está encerrado dentro de la gran vasija llena de agua, donde se produce la
ebullición de la misma. El vapor pasa por un sistema de separador de agua y secado, antes de ser enviado a la
turbina. El vapor, una vez que ha pasado por los álabes de la turbina para mover el generador eléctrico, se
condensa en el condensador y se envÃ−a directamente a la vasija. El agua de refrigeración se recircula para
controlar el nivel de ebullición y en último término la potencia del reactor.
La caracterÃ−stica principal de estos reactores, además de la ebullición directa del refrigerante, es el
sistema de contención, que consta de un edificio de hormigón que constituye el blindaje biológico y
dentro de él, la contención propiamente dicha, que es una construcción de acero de forma cilÃ−ndrica
coronada por una figura semicircular.
Dentro de este edificio metálico está albergada la vasija, el pozo seco, la piscina de relajación , bombas de
circulación, válvulas de seguridad, etc, y su función es retener a los posibles productos de fisión, en caso
de accidente.
La piscina de relajación es un gran depósito de condensación para las descargas de vapor, que proviene de
las válvulas de seguridad, durante los transitorios. Es también un sumidero de calor y una fuente de agua
para la refrigeración del núcleo en caso de accidente de pérdida de refrigerante del reactor.
Al igual que los reactores a presión existen sistemas de seguridad cuya función es salvaguardar las barreras
que impiden que los productos salgan fuera de ella.
USOS DE LA RADIACTIVAD
La radiactividad tiene diversos usos, en estos campos:
Agricultura
Industria
Alimentación
Medicina
AGRICULTURA
El uso de técnicas nucleares en los estudios del área agrÃ−cola, es de gran importancia para obtener
resultados que complementados con metodologÃ−as de análisis convencional dan solución a los problemas
en la agricultura, con el fin de lograr una agricultura sustentable y eficiente en el uso de los recursos e
insumos, manteniendo un equilibrio con el medio ambiente.
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Inducir mutaciones en las plantas para obtener las variedades de cultivos agrÃ−colas deseadas;
Determinar las condiciones para optimizar el uso de los fertilizantes aplicados a los cultivos y el uso del agua.
Estas técnicas constituyen una herramienta esencial en las investigaciones de fertilidad de suelos, fuentes
de fertilizantes, uso óptimo de los nutrientes, racionalización del uso de los fertilizantes, economÃ−a en el
uso del agua, en un corto plazo.
Erradicar o luchar contra las plagas de insectos. Esta técnica consiste en la esterilización de insectos
machos criados en instalaciones, mediante la irradiación antes de incubación, y la posterior suelta de
millones de insectos estériles en zonas infectadas. Al aparearse con los insectos hembras, no se produce
descendencia, lo que va reduciendo gradualmente, y acaba por erradicar, la población de insectos.
Consciente de la importancia de esta técnica para el paÃ−s, la CCHEN ha impulsado el empleo de los
irradiadores para la esterilización y ha apoyado técnicamente a sus usuarios. El SAG (Servicio AgrÃ−cola
y Ganadero) actualmente cuenta con uno instalado en la ciudad de Arica.
Mediante la utilización de técnicas isotópicas con nitrógeno 15, se puede cuantificar la fijación de
nitrógeno (N) atmosférico por especies de leguminosas. AsÃ− como también, trazar la absorción de N
por los cultivos, ya sea del fertilizante aplicado como el N proveniente del suelo.
Reducir las pérdidas posteriores a la cosecha eliminando la germinación y la contaminación y
prolongando el perÃ−odo de conservación de los productos alimenticios. El uso de la tecnologÃ−a de las
radiaciones para conservar los alimentos aumenta cada dÃ−a en el mundo. En 37 paÃ−ses, las autoridades
sanitarias y de seguridad de los alimentos han aprobado la irradiación de más de 40 clases de productos
alimenticios, que van desde especias y granos hasta pollo deshuesado, frutas y vegetales.
Ayudar a determinar las rutas de los plaguicidas y los productos agroquÃ−micos en el medio ambiente y en la
cadena alimentaria.
Se puede seleccionar diferentes genotipos de especies con diferentes respuestas a la aplicación del
fertilizante nitrogenado o fosfatado.
Conocer el comportamiento cinético de los suelos con respecto al elemento fósforo.
INDUSTRIA
La utilización de los radioisótopos y radiaciones en la industria moderna es de gran importancia para el
desarrollo y mejoramiento de los procesos, para las mediciones y la automatización y para el Control de
Calidad.
En la actualidad, casi todas las ramas de la industria utilizan radioisótopos y radiaciones en diversas formas
en dispositivos llamados medidores nucleares. Estos instrumentos han tenido una gran repercusión en la
industria debido a la propiedad de las radiaciones ionizantes de penetrar la materia, por tanto las mediciones
pueden realizarse sin contacto fÃ−sico directo del sensor con el material medido.
Las mediciones pueden realizarse en lÃ−nea con material en movimiento, en procesos de alta temperatura o
bajo propiedades quÃ−micas nocivas; la medición es no destructiva. Pueden alcanzarse excelentes tasas
costo/beneficio.
En general, los sistemas miden la radiación emitida por una fuente radiactiva después de que esta ha
interactuado con el material en estudio, cambios en las dosis recibidas por el detector implican cambios en
alguna propiedad del material como el espesor o la densidad.
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Por otra parte los trazadores brindan valiosa información técnica sobre la fluidodinámica de los procesos
industriales mediante la incorporación de un radioiótopo al sistema que luego de mezclarse con el fluido es
factible controlarlo y medirlo en diferentes puntos de control.
Las principales áreas en que pueden usarse los radioisótopos son las siguientes:
Investigación de procesos: Determinación de tiempos de residencia, velocidades, caudales, modelos de
flujo;
Mezcla: Tiempos de mezcla, optimización de mezcladores, rendimiento del mezclador;
Mantenimiento: Determinación de lugares de fugas, investigación de desperfectos, transporte de materiales;
Desgaste y corrosión: Desgaste de motores, corrosión de equipos procesadores, estudios de lubricación.
Automatización: Espesores, densidades, niveles.
Entre las aplicaciones cabe destacar la radiografÃ−a X o gamma, la autorradiografÃ−a y la radiografÃ−a
neutrónica. La radiografÃ−a X o gamma es una técnica no destructiva de control de calidad que permite
verificar soldaduras, fundiciones, maquinaria ensamblada, etc. La autorradiografÃ−a es ampliamente utilizada
en investigaciones biológicas y metalúrgicas.
Las neutrografÃ−as se utilizan en pruebas de combustibles nucleares y detección de materiales
hidrogenados. La técnica permite descubrir grietas en hojas de turbinas de gas y corrosión en
componentes de aviones, para control de calidad de cerámicas y para detectar cargas explosivas y la
presencia de pelÃ−culas de lubricación en las cajas de cambios o los cojinetes.
ALIMENTACION
La CCHEN en su Laboratorio de Irradiación y en la Planta de Irradiación Multipropósito, ha desarrollado
la técnica del empleo de las radiaciones ionizantes para la conservación de alimentos, ampliación de su
perÃ−odo de consumo, y reducción de las pérdidas causadas por insectos después de la recolección.
La técnica del tratamiento de alimentos con energÃ−a ionizante consiste en exponer los alimentos a una
dosis de radiación gamma predeterminada y controlada. Esta técnica consume menos energÃ−a que los
métodos convencionales y puede reemplazar o reducir radicalmente el uso de aditivos y fumigantes en los
alimentos.
El proceso es frÃ−o, en consecuencia, los alimentos tratados conservan la
frescura (pescado, frutas, verduras) y su estado fÃ−sico (comestibles congelados o secos). La técnica
elimina del alimento envasado los agentes causantes de su deterioro, como bacterias, hongos, insectos, etc.,
evitando la recontaminación.
La irradiación impide los brotes en tubérculos y raÃ−ces comestibles; impide la reproducción de insectos
y parásitos; inactiva bacterias, esporas y mohos; y retrasa la maduración de frutas. Esta técnica es
aceptada y recomendada por la FAO, OMS y el OIEA.
RESPUESTAS SOBRE LAS APLICACIONES DE LA ENERGIA NUCLEAR
1.- ¿POR QUE SE UTILIZA LA ENERGIA IONIZANTE PARA CONSERVAR ALIMENTOS?
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Por la misma razón por la cual los alimentos se procesan con calor, refrigeración, congelación o se tratan
con substancias quÃ−micas, es decir, para destruir insectos, hongos o bacterias, que causan su pudrición o
enfermedades en el ser humano. Se obtienen asÃ−, alimentos más sanos y que duran más tiempo.
2.- ¿EN QUE CONSISTE EL PROCESO DE IONIZACION?
El proceso consiste en exponer los alimentos, ya sea envasados o a granel, a una cantidad de energÃ−a
ionizante estrictamente controlada por personal especializado durante un tiempo determinado que dependerá
del tipo de alimento y del objetivo que se desea conseguir.
3.- ¿SE USA ESTA TECNOLOGIA PARA OTROS PROPOSITOS?
SÃ−, para esterilización de material médico quirúrgico, injertos para trasplantes, tratamiento de aguas,
destrucción de bacterias en cosméticos y otros fines.
4.-¿QUE ALIMENTOS PUEDEN SER TRATADOS CON ESTA TECNOLOGIA?
Esta tecnologÃ−a se aplica fundamentalmente a alimentos sólidos, en una
variedad muy amplia de ellos: papas, cebollas, ajo, trigo, arroz, legumbres, frutas, carne, pollos, pescados y
mariscos, condimentos y té de hierbas, entre otros.
Los objetivos son muy variados: inhibición de la brotación, retardo de la maduración, eliminación de
insectos, parásitos y/o bacterias.
5.-¿SE MANTIENEN LAS CONDICIONES NUTRITIVAS DE LOS ALIMENTOS LUEGO DE SER
IONIZADOS?
Todos los métodos de conservación de alimentos, aún el mantenerlos a temperatura ambiente por unas
horas después de la cosecha o durante el almacenamiento, pueden reducir el contenido de nutrientes, como
es el caso de las vitaminas.
Pérdidas insignificantes, se producen al aplicar dosis bajas de energÃ−a ionizante y algo mayores cuando
éstas son más altas, como para eliminar bacterias nocivas. Sin embargo, estas pérdidas no alcanzan la
magnitud de las que se producen al aplicar cocción o congelación.
6.- ¿SON SEGUROS LOS ALIMENTOS IONIZADOS?
SÃ−, la demostración de su inocuidad la respalda décadas de investigación y posterior desarrollo y
aplicación comercial en muchos paÃ−ses del mundo.
Organismos Internacionales como FAO y la Organización Mundial de la Salud, ven en esta tecnologÃ−a un
método más de conservación de alimentos, que puede contribuir a solucionar problemas de salud y
pérdidas de alimentos.
7.- ¿PUEDE UTILIZARSE LA IONIZACION PARA HACER COMESTIBLES LOS ALIMENTOS
DESCOMPUESTOS O PARA LIMPIAR ALIMENTOS "SUCIOS"?
Ni la ionización ni cualquier otro método de conservación de alimentos pueden invertir el proceso de
descomposición y hacer que un alimento dañado sea comestible.
8.- ¿SE APLICA ESTA TECNOLOGIA EN OTROS PAISES?
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SÃ−, actualmente se ha probado en unos cuarenta paÃ−ses, entre los cuales se encuentran Estados Unidos,
Canadá, Francia, Bélgica, Holanda, Japón, Sudáfrica, México y otros paÃ−ses de Latinoamérica.
En algunos paÃ−ses se ha aplicado esta tecnologÃ−a en la alimentación de astronautas y pacientes de
cáncer o SIDA que necesitan consumir alimentos estériles.
9.- ¿SE PUEDE APLICAR EL PROCESO EN CUALQUIER INSTALACION?
No. Esta tecnologÃ−a se aplica en instalaciones especiales, que cumplen con una normativa nacional e
internacional.
10.- ¿COMO SE RECONOCE UN ALIMENTO IONIZADO?
Ello no es posible a través de la vista, ya que el alimento conserva su apariencia natural. Es un proceso
"frÃ−o", no deja ningún residuo, ni contamina el medio ambiente. Para identificarlo se está usando un logo
verde o etiqueta que dice "Tratado con energÃ−a ionizante", "Preservado por energÃ−a ionizante" o una frase
similar.
MEDICINA
¿CUà LES SON LOS BENEFICIOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES EN LA MEDICINA?
La Medicina se ha beneficiado con el uso de las radiaciones y de los radioisótopos en exámenes de gran
escala, diagnosis, prognosis y terapia.
MEDICINA NUCLEAR
Esta especialidad médica utiliza las radiaciones ionizantes que emiten los radionucleidos con fines
fundamentales de diagnóstico.
Existen dos técnicas de exploración, la primera realiza las pruebas sobre los pacientes a los cuales se les
administran sustancias radiactivas que son detectadas y seguidas desde el exterior del organismo por medio de
equipos adecuados.
La segunda técnica se realiza sobre muestras biológicas del paciente, generalmente sangre, a la que se
agrega la sustancia radiactiva, sin que el paciente reciba radiación alguna.
Anualmente, sólo con fines de diagnóstico, se realizan varios millones de pruebas en el mundo, utilizando
estas técnicas. Se estima que aproximadamente un tercio de todos los pacientes internados en hospitales son
beneficiados con el uso de la medicina nuclear.
RADIOFARMACOS
A fin de poder investigar en el cuerpo un proceso biológico, o el funcionamiento de un órgano, es necesario
escoger cuidadosamente el radionucleido y la forma quÃ−mica en que ha de administrarse al paciente Esas
preparaciones de radionucleidos se llaman radiofármacos. Actualmente, con fines de diagnóstico se utilizan
corrientemente de 100 a 300 radiofármacos, la mayorÃ−a de los cuales se venden comercialmente. Esos
compuestos tienen en su mayorÃ−a carácter orgánico
Para minimizar la dosis de radiación, por lo demás pequeña, que se administra al paciente en virtud de la
utilización de radiofármacos para diagnóstico, se emplean cada vez más radioisótopos de actividad baja
o muy baja Estos radioisótopos de actividad baja se descomponen en elementos estables en algunos minutos
o algunas horas.
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Los radiofármacos de isótopos de actividad baja deben producirse en los hospitales donde se van a usar.
Esto se hace a menudo "ordeñando" el isótopo deseado de un padre radiactivo de mayor actividad. Este
procedimiento es relativamente simple, pero a menudo es preciso efectuar posteriormente algunos
procedimientos quÃ−micos rápidos para convertirlo en el radiofármaco requerido. Esta técnica se
emplea ordinariamente en hospitales para investigaciones de diagnóstico del funcionamiento del hÃ−gado,
cerebro, pulmones, corazón o riñones Los radionucleidos de actividad baja como el galio 67, galio 78, talio
201 y el tecnecio 99m, que es el que más se utiliza habitualmente, tienen amplias aplicaciones.
METODOS DE DIAGNOSTICO
Los radionucleidos desempeñan un importante papel en el diagnóstico cardiológico. Cuando un
médico toma el pulso a un paciente, está tratando de medir el torrente sanguÃ−neo, juzgar la condición
de los vasos sanguÃ−neos y evaluar indirectamente la fuerza del bombeo del corazón. Un trazador radiactivo
en circulación puede, como un espÃ−a diminuto, recoger la misma clase de información desde dentro,
averiguando por ejemplo el volumen que el trazador ocupa después de diluirse en el corazón, como si
éste fuera una piscina de sangre, y los cambios que experimenta ese volumen cuando el corazón se contrae
Con ayuda de una computadora, esa información se obtiene cuantitativamente y secuencialmente en
relación con el tiempo. Esta comprensión constituye el núcleo de la cardiologÃ−a nuclear, una de las
aplicaciones más útiles de la medicina nuclear moderna.
Cuando un paciente va al médico debido a un trastorno cardiaco, el doctor tiene muchas opciones que
dependen de sus sospechas. Una forma más bien sofisticada de diagnóstico consiste en inyectar un
compuesto de radiotecnecio en el torrente sanguÃ−neo, aplicando luego un método analÃ−tico conocido
como tomografÃ−a computarizada de emisión de fotón simple (SPECT) Una cámara gamma rotatoria
mide la radiactividad a intervalos cortos facilitando, con ayuda de una computadora, un cuadro reconstruido
que permite el médico determinar qué porción del músculo cardiaco no tiene sangre
Para evaluar el torrente sanguÃ−neo que llega al corazón, asÃ− como el metabolismo del músculo, puede
resultar muy útil otro método nuevo. Los positrones emitidos por algunos radionucleidos que se han
incorporado a compuestos orgánicos se miden por medio de la tomografia de emisión de positrones (PET)
Los positrones se producen cuando algunos isótopos de actividad baja se desintegran y, en virtud de la
interacción producen rayos gamma muy poderosos (511 KeV) que salen en direcciones casi exactamente
opuestas. Esos rayos pueden detectarse fácilmente con un dispositivo especial que tiene detectores ubicados
en los lados opuestos del paciente. En los últimos años se ha desarrollado un detector mucho más
pequeño y más sensible, lo que tornará este método aún más útil en el futuro. Como resultado de
estas mediciones, es posible mostrar la distribución de los trazadores, o mejor la distribución de los
trazadores, o mejor dicho de los compuestos que contienen estos trazadores, lo que indicará cuán activos
son esos tejidos desde el punto de vista metabólico.
Existen muchos otros emisores de positrones utilizables, como el rubidio 82, que se emplean para medir el
torrente sanguÃ−neo que va a dar al músculo cardiaco Existen también otras técnicas, algunas de las
cuales utilizan compuestos no radiactivos con el conocido método de la tomografÃ−a computarizada por
rayos X. Ultimamente, para ciertas labores de diagnóstico se aplican incluso los métodos de producción
de imágenes por resonancia magnética. Las técnicas de ultrasonido también se están ensayando
para algunos exámenes cardiacos.
Estos ejemplos demuestran que gracias a los métodos sofisticados de emisión de radiaciones se pueden
realizar diagnósticos que hasta hace poco eran imposibles. Alrededor del 3 por ciento de la población de
Europa, o sea 6 millones de personas, padece enfermedades arteriales de carácter coronario. Un
procedimiento ordinario podrÃ−a abarcar a muchas de estas personas con exámenes tomográficos que
empleen radiofármacos.
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La producción nuclear de imágenes se utiliza cada vez más ampliamente, por ejemplo para el
diagnóstico de enfermedades cerebrales. Las enfermedades cerebrovasculares tienen una incidencia más o
menos equivalente a la de los trastornos cardiacos En estos casos, se procede a marcar radiofármacos
orgánicos con radionucleidos de flúor, oxÃ−geno, nitrógeno o carbono a fin de producir imágenes. Los
tumores pueden ubicarse con métodos similares, empleando radiofármacos simples o anticuerpos
marcados con radionucleidos complejos.
Los métodos expuestos constituyen apenas una pequeña parte de las prácticas de diagnóstico
médico en que los radioisótopos desempeñan un papel importante. Los expertos médicos han
realizado estimaciones de lo que será en el futuro la medicina nuclear. Predicen que dentro de los próximos
diez años la utilización general de técnicas nucleares en la profesión médica habrá de triplicarse a
fin de hacer frente a todos los casos que prevén las proyecciones.
ESPECIALIDADES
La radiologÃ−a, la radioterapia y la medicina nuclear son las tres especialidades médicas que usan
radiaciones.
La primera consiste en la aplicación de rayos X para obtener una imagen de los órganos, ya sean huesos,
pulmones, corazón u otros. Es la clásica radiografÃ−a que todos conocemos. Se trata fundamentalmente de
una especialidad para diagnosticar y opera con una máquina eléctrica que tiene un tubo de rayos X. Al
exponerse una parte del cuerpo a ellos, ésta se imprime en una placa, una especie de pelÃ−cula donde
queda registrado el órgano a estudiar.
EL SCANNER
Uno de los más importantes avances en materia de radiologÃ−a es la tomografÃ−a computada o scanner.
Esta permite hacer verdaderos cortes en la anatomÃ−a del cuerpo, para asÃ− analizarlo mejor, sin que a la
persona le ocurra nada. Utiliza unos rayos X especiales, con un tubo que gira alrededor del cuerpo,
permitiendo captar una imagen tridimensional que se registra con la ayuda de un computador.
Con respecto a la ecografÃ−a, examen que corrientemente se les hace a las mujeres embarazadas, es necesario
aclarar, que corresponde a una técnica que no emplea radiaciones, sino que ultrasonido.
A través de la radiologÃ−a se estudia principalmente la estructura de los órganos. Incluso la de los
internos, como arterias y corazón a través de sondas.
RADIOTERAPIA
Esta especialidad médica utiliza la administración de radiaciones ionizantes para el tratamiento de tejidos
malignos o tumores.
Este tratamiento se conoce y es aplicado desde comienzos de siglo. Las técnicas de aplicación se han
perfeccionado enormemente, los efectos secundarios se han reducido el mÃ−nimo y su efectividad ha
aumentado notablemente.
Las células de los tumores son mucho más sensibles a la radiación que los tejidos sanos, por lo tanto la
exposición a la radiación conduce a la muerte de dichas células y a la desaparición del tumor, en tanto
que los tejidos sanos circundantes no sufren variaciones.
Para la aplicación del tratamiento es necesario conocer previamente las caracterÃ−sticas de las células
tumorales, su localización y su extensión Luego se calcula la dosis total, el tipo de irradiación y como
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debe ser administrada.
La bomba de cobalto, que emite rayos gamma es el radioisótopo que con más frecuencia se utiliza en la
terapia contra el cáncer.
EQUIPOS
La radioterapia utiliza tanto las radiaciones de elementos radiactivos como la radiación generada en equipos
de rayos X.
- Teleterapia
La radiación procede de equipos cuya fuente está situada a distancia del tumor.
Hasta hace algunos años los equipos más utilizados eran los de rayos X, con ellos se obtienen buenos
resultados en el tratamiento de tumores superficiales. Han sido sustituidos por equipos de Cobalto, los que
emiten radiación gamma de alta energÃ−a, esto permite el tratamiento de tumores profundos con buena
protección de los tejidos superficiales
Los Aceleradores de electrones son equipos de teleterapia que trabajan con altas energÃ−as. Presentan
algunas ventajas sobre los equipos de Cobalto, pero son mucho más costosos.
- Braquiterapia
Esta técnica de radiación incorpora fuentes radiactivas sólidas, como el Cesio-137 o el Irido-192, en
zonas tumorales de fácil acceso y se mantiene el tiempo necesario para la irradiación del tumor siendo
después retiradas.
EN LA PRACTICA
Entre los tipos de cáncer que más frecuentemente se tratan con las bombas de cobalto está el de mama.
En cambio los tumores cerebrales, por ejemplo, se benefician más al tratarlos con un acelerador linear.
El tratamiento consiste en que la persona es expuesta diariamente durante unos minutos a las irradiaciones, en
sesiones de unas cuantas semanas y éstas se pueden repetir si no hay mejorÃ−as. El médico puede
determinar hasta que punto han hecho efecto las radiaciones, por los sÃ−ntomas y a través de nuevos
exámenes radiológicos, de medicina nuclear o de sangre.
Algunas veces estas aplicaciones pueden producir quemaduras en la piel, pero se las considera un daño
menor comparado con el beneficio que aportan. Es lo que los médicos llaman "evaluar el costo-beneficio".
Todos los materiales que se utilizan tanto en radiologÃ−a como en radioterapia tienen costos relativamente
altos, porque no se fabrican en chile y deben importarse.
DIAGNOSTICO PRECISO
La tercera especialidad, la medicina nuclear, aunque es la más nueva, tiene un campo muy amplio. Usa
múltiples técnicas y en todas ellas la utilización de los elementos radiactivos proviene de una fuente no
sellada, sino abierta. Estas son las que se le administran al paciente como soluciones o se le pueden inyectar.
Con esta especialidad se pueden hacer diagnósticos y tratamientos. Pero fundamentalmente en el momento
actual y en Chile, diagnóstico.
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CINTIGRAFIAS
Uno de los procedimientos más usados para hacer los diagnósticos en medicina nuclear, es el de la
formación de imágenes o cintigrafÃ−as o centellografÃ−as Son imágenes de distintos órganos o tejidos
del cuerpo, a los que previamente se les ha administrado un radiofármaco.
Las imágenes de los órganos delineados por el contenido radiactivo pueden verse proyectadas en la pantalla
de un equipo detector, entre los cuales el más importante es la gamacámara.
Se utilizan diversas sustancias radiactivas o radiofármacos, según el órgano a estudiar Unas van
directamente a los huesos, otras al pulmón o al hÃ−gado o al cráneo, etc. Una vez localizadas en el
órgano respectivo se ubica al paciente frente al equipo (gamacámara) que va a captar las radiaciones.
AsÃ− puede verse la imagen o también estudiar la función del órgano durante un tiempo determinado.
Por ejemplo, se puede observar el hÃ−gado durante 30 minutos para ver como éste, capta y elimina algunos
metabolitos. O sea, puede hacerse una cintigrafÃ−a estática del órgano, para ver nada más que su
tamaño y forma una cintigrafÃ−a para conocer su función.
La cintigrafÃ−a o imagen del órgano marcado con el contenido radiactivo puede verse en la pantalla del
equipo detector, gamacámara.
DOSIMETRIA
Aunque la dosimetrÃ−a no es una aplicación isotópica, la determinación exacta de las dosis de
radiaciones tiene primordial importancia para todas las aplicaciones radiológicas; en las aplicaciones
terapéuticas, su importancia puede ser de vida o muerte Por esta razón, se han realizado grandes esfuerzos
para garantizar que las dosis de radiaciones administradas a los pacientes se ajusten lo más estrechamente
posible a las dosis prescritas.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) y el OIEA, conjuntamente con muchos laboratorios nacionales
de calibración y con la Oficina Internacional de Pesas y Medidas han desplegado en los últimos 20 años
una grande y exitosa. Actividad para garantizar que los pacientes que padecen cáncer reciban el tratamiento
radiológico correcto cuando se utiliza la unidad terapéutica de cobalto 60 normal. Con este fin, se han
establecido 63 laboratorios secundarios de calibración dosimétrica, de los cuales más de la mitad se
hallan en paÃ−ses en desarrollo y abarcan a unos 700 centros de radioterapia. Como una dosimetrÃ−a exacta
es un requisito previo de la radioterapia, todos los laboratorios encargados de la dosimetrÃ−a deben realizar
frecuentes intercomparaciones con uno de los laboratorios primarios de calibración dosimétrica. La
importancia adquirida por la radioterapia se debe a que en el mundo aumenta el número de casos de cáncer;
de casos de cáncer; se estima que en algunos paÃ−ses entre un 20 y un 25% de los habitantes han de
contraer esta enfermedad.
En los paÃ−ses industrializados, aproximadamente la mitad de los pacientes de cáncer reciben tratamiento
con radiaciones. Gracias a los ingentes esfuerzos que han realizado fundamentalmente el OIEA y la OMS, se
han alcanzado importantes resultados. En un 70% de todos los hospitales que participaron recientemente en
una evaluación, las desviaciones medias de sus mediciones de dosis de radiaciones se redujeron a +5%; a la
vez, los demás centros están mejorando sus mediciones.
Dosis de radiaciones mucho más altas se utilizan para ciertas aplicaciones industriales, como la
esterilización de productos médicos y la vulcanización del caucho, asÃ− como la conservación de
alimentos. Para garantizar la dosis prescrita se utilizan técnicas desarrolladas últimamente. Este servicio
del OIEA también se ofrece a través de los laboratorios secundarios de calibración dosimétrica.
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Además, ambos servicios cuentan con un vasto programa que incluye la calibración de todos los
instrumentos de los laboratorios de los participantes, trátese de instrumentos para protección radiológica o
para la medición de dosis altas.
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