Protecció radiològica... imprescindible

2002/09/01 Orobengoa, Olatz - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa | Lasa Iglesias, Aitziber - STEAM Hezkuntza arloko arduraduna Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Osasuna
• Fisika

Radiacions ionitzants

Les radiacions electromagnètiques es classifiquen en dos grans grups: radiacions no ionitzants i radiacions ionitzants. El límit entre tots dos és un determinat nivell d'energia. Les radiacions no ionitzants tenen un nivell energètic més baix i són la radiació visible, els raigs infrarojos, les microones i les ones de ràdio. Les radiacions ionitzants, per part seva, tenen un major nivell energètic i poden ser tant partícules atòmiques (radiacions de partícules alfa i beta) com a electromagnètiques (raigs ultraviolats, raigs X i raigs gamma).

Avui dia se sap que les radiacions no ionitzants escalfen els teixits del cos, però no s'ha pogut demostrar que causen altres efectes potencialment nocius per a la salut. Les radiacions ionitzants poden travessar la matèria i provocar alteracions atòmiques.

Atès que els àtoms són components bàsics dels teixits, els canvis en els àtoms poden causar diversos danys en els teixits. És cert que els teixits tenen la capacitat d'autoprotecció (exemple d'això és la melanina que tenim per a protegir-se dels raigs solars), però aquesta protecció és només de certa magnitud; a partir d'aquí poden produir-se danys somàtics (quan el receptor de la radiació sofreix la malaltia) o danys genètics (quan es produeixen mutacions en els gens i s'afecten els següents).

Usos

Les principals causes dels raigs còsmics que arriben a la Terra són el Sol i el centre de la galàxia.

Els usos de les radiacions ionitzants són molt diversos: realització de radiografies, teràpia contra el càncer, mesurament de gruix, densitat o humitat dels materials, detecció de foc, esterilització d'equips mèdics, eliminació de plagues, irradiació d'aliments, fertilització de sòls, estudi de capes en prospeccions geològiques o datacions arqueològiques, entre altres.

Els raigs X o els raigs gamma són coneguts entre els usos mèdics, però són moltes les tècniques nuclears que s'utilitzen als hospitals. Els compostos químics barrejats amb elements radioactius de baixa activitat, per exemple, s'utilitzen habitualment per a finalitats diagnòstiques: una vegada injectat el ‘isòtop marcador’ en el cos, gràcies a la radiació que emet, els metges inspeccionen el moviment de l'isòtop en l'òrgan que desitgen investigar, per a així conèixer si el seu funcionament és el correcte.

Per a evitar la fugida de la radiació s'utilitzen cortines de plom.

Depenent del gruix, densitat o composició dels teixits dels cossos, l'absorció de les radiacions ionitzants a mesura que es travessa el cos és diferent. Per exemple, el calci present en els ossos té una massa atòmica major que l'hidrogen de l'aigua dels teixits. Aquesta diferència fa que quan els raigs X travessen el nostre cos, s'eliminin de forma més acusada en els ossos i, per tant, la ‘ombra’ dels ossos és més clara en la imatge de raigs X. Fins i tot quan l'òrgan que travessa la radiació és més gruixut, la seva ‘ombra’ es distingeix millor. Per tant, en les radiografies les ‘ombres’ ens donen informació sobre l'estructura interna, les ‘ombres’ que, una vegada que la radiació ha travessat el nostre cos, formen ossos o altres òrgans.

Danys biològics de les radiacions

Les radiacions ionitzants quan arriben a les cèl·lules dels éssers vius produeixen efectes genètics o somàtics nocius. En el cas dels danys somàtics, la malaltia és soferta pel propi receptor de la radiació; en el cas dels danys genètics, les mutacions es produeixen en els gens i les malalties es produeixen en els descendents. La magnitud de l'efecte depèn de la mena de cèl·lula radiada, de la dosi absorbida, del temps d'exposició, de l'energia de la radiació i de la capacitat de penetració.

La radiació absorbida pels operaris es mesura mitjançant dosímetres.

La radiació Alfa és poc penetrant. La radiació beta, com l'alfa, ionitza el mitjà que travessa, però és molt més penetrant que ell. Els raigs X, per part seva, són molt penetrants i poden causar danys greus en l'organisme (destrucció de teixits, cremades de pell, danys a l'ADN, etc.). I finalment, els raigs gamma són les radiacions més penetrants i, per tant, les més perilloses.

Els efectes biològics produïts per les radiacions es mesuren mitjançant dosi equivalent i la seva unitat és el sievert (SI). Si les dosis rebudes són altes, els danys poden ser immediats. En dosis baixes, els danys poden aparèixer a més llarg termini.

Per a protegir-se de les fonts de radiació s'utilitzen blindatges.

Existeixen dos tipus d'efectes: estocàstics i no estocàstics. En alguns casos, el mal que pot causar la radiació augmenta amb la dosi, és el cas dels efectes estocàstics. Suposem que juguem en loteria (‘premi’: càncer, una malaltia hereditària…); és clar que la probabilitat d'aconseguir el bitllet guanyador de loteria (mal) augmenta a mesura que comprem els bitllets (dosis) i que tenim la possibilitat de guanyar des del primer bitllet que comprem. Per contra, si hi ha una dosi de llindar, és a dir, si no hi ha cap mal fins a arribar a aquesta dosi de llindar, i a partir d'aquesta dosi de llindar, si a mesura que la dosi augmenta, el mal també pot augmentar, parlem d'efectes no estocàstics.

Seguint amb l'exemple de la loteria, en aquest cas no es compren bitllets de loteria des del principi. Limitar els efectes no estocàstics és molt senzill, ja que aquesta dosi de llindar serà el límit. La limitació dels efectes estocàstics passa per basar-se en l'estadística. Existeix un risc mesurat estadísticament per a tots els llocs de treball. Aquestes dades són conegudes. Per a limitar el risc dels llocs de treball relacionats amb les radiacions s'ha fet la mitjana de la resta. s'han basat en estudis estadístics realitzats en poblacions d'Hiroshima i Nagasaki per a relacionar aquest risc amb un determinat nivell de radiació.

ICRP ( International Commission on Radiological Protection ) és un equip internacional d'especialistes en protecció radiològica que publica recomanacions que els Estats adapten a les seves normatives.

D'aquesta manera s'ha limitat el nivell màxim de radiació que pot rebre una persona. No obstant això, normalment aquests nivells són molt més baixos (tant els límits com els nivells realment percebuts). No obstant això, no hi ha evidència que es pugui produir un mal a baixes dosis.

Nova normativa de protecció contra radiacions ionitzants

La normativa de protecció radiològica es basa en tres principis: justificació, optimització i limitació. El principi de justificació estableix que el benefici obtingut de les radiacions ionitzants és l'única causa d'exposició a aquestes. El segon, el principi d'optimització, estableix que les dosis han de ser el més baixes possibles, també dit el principi ALARA (As Low As Reasonably Achievable). I, segons el tercer, les dosis han de limitar-se i aquests límits es materialitzen en els reglaments.

Per al desenvolupament normatiu en aquesta matèria, els Estats segueixen les recomanacions internacionals que publica l'ICRP ( International Commission on Radiological Protection ). ICRP és un grup de treball internacional que reuneix especialistes en protecció radiològica, publica recomanacions i els Estats adapten aquestes recomanacions a les seves normatives.

ICRP també recomanarà regular la protecció del medi ambient.

La normativa que s'acaba de treure es basa en les recomanacions publicades per l'ICRP en 1991. La nova normativa ha permès una major limitació de les dosis, l'elaboració de models metabòlics més realistes per al càlcul de les dosis internes i la introducció de la radioactivitat natural. Però hi ha marge de millora, i sense oblidar el límit de la dosi col·lectiva, els experts han assenyalat la necessitat de diferenciar més les dosis individuals. Quant al públic en general, s'ha recomanat no sols la simplificació sinó també la diferenciació, i que a més la protecció del medi ambient hauria d'integrar-se en la normativa. Sembla ser que l'ICRP publicarà noves recomanacions per a 2005.

En les radiografies les “ombres” ens proporcionen informació sobre l'estructura interna, que depèn del gruix o composició dels teixits.

Què són les radiacions ionitzants?

Les radiacions electromagnètiques es classifiquen en dos grans grups: radiacions no ionitzants i radiacions ionitzants. El límit entre tots dos és un determinat nivell d'energia. Les radiacions no ionitzants són la radiació visible, els raigs infrarojos, les microones i les ones de ràdio. Les radiacions ionitzants, per part seva, tenen la capacitat de travessar la matèria i ionitzar els àtoms neutres (perdent l'equilibri elèctric), podent ser tant partícules atòmiques (radiacions de partícules alfa i beta) com a electromagnètiques (raigs ultraviolats, raigs X i raigs gamma).

Les radiacions alfa i beta es transmeten per la desintegració de substàncies radioactives i l'alliberament de radiació beta en la fissió nuclear. La radiació Alfa està formada per nuclis d'heli amb dos neutrons i dos protons, mentre que la radiació beta està formada per electrons. En medicina, la radiació beta s'utilitza en tractaments de radioteràpia contra el càncer.

Una altra radiació de partícules important són els raigs còsmics. És una radiació formada per partícules de gran energia que s'expandeixen en l'espai, principalment protons i nuclis d'heli. En caure l'atmosfera terrestre, es transforma en una radiació formada per partícules elementals i llamps gamma. Les principals causes dels raigs còsmics que arriben a la Terra són el Sol i el centre de la galàxia.

Els raigs X s'emeten quan un electró dels orbitals interns de l'àtom surt de l'àtom (emet els electrons de les capes externes que ompliran el buit interior). Es formen en tubs de buit (tubs de raigs X) i s'utilitzen principalment per a la realització de radiografies (en medicina, indústria, encara).

Algunes tècniques de ionització utilitzades en medicina.

Els raigs gamma formen una radiació electromagnètica de menor longitud d'ona i, per tant, de major energia. Igual que les radiacions alfa i beta, s'emeten per desintegració de materials radioactius i fissió de materials fisionables. El seu ús principal és el de la medicina, la gammagrafia i la radioteràpia. La radiació gamma d'alta freqüència és una petita part dels raigs còsmics que arriben a la Terra a través de supernoves o altres galàxies.

Influència de les radiacions ionitzants en la vida

Les radiacions ionitzants provoquen canvis en els teixits dels vius que poden danyar o fins i tot matar les cèl·lules. Si l'exposició és prou elevada i, per tant, s'afecta un nombre elevat de cèl·lules, l'efecte pot arribar des de la combustió de la pell a produir efectes més nocius i/o nocius. L'exposició a radiacions augmenta també el risc de desenvolupar càncer.

Geoffrey Webb: “En la normativa caldrà diferenciar més els límits de les dosis i tenir en compte el medi ambient”

Quines són les principals fonts de radiació existents en l'actualitat i on es generen?

El primer que cal deixar clar és que la gent no s'adona que vivim en un món radioactiu, i la majoria és la radiació còsmica i la procedent de les roques sota els nostres peus. Per exemple, l'urani que tant sentim prové del subsòl.

Nosaltres vivim, naturalment, en un lloc ple de radiacions. L'home, amb les seves obres radiològiques, afegeix un extra a aquestes dosis naturals. Nosaltres, des de la nostra associació, tractem de mantenir sota control aquestes dosi extra.

Per tant, podem dir que hi ha dos tipus de radiacions: les naturals i les produïdes per éssers humans.

Així és. La font més important d'aquestes radiacions extres produïdes per l'ésser humà són els raigs X hospitalaris, font de radiació d'ús mundial. És la principal font de radiacions als països desenvolupats, molt superior a la resultant de les centrals nuclears.

Com protegir-se d'aquestes radiacions? Quines mesures haurien de prendre's?

Geoffrey Webb, President de la IRPA ( International Radiation Protection Association ). (Foto: A. Lassa Iglesias).

Primer cal mesurar la radiació i després establir lleis.

En el cas de la medicina, es fixen dosi per a cada tipus de tractament i diagnòstic. És a dir, que la radiació aplicada en cada tractament no superi una quantitat.

No és possible establir una dosi fixa, ja que la dosi necessària en funció de les característiques de cada persona pot ser molt variable. Nosaltres tractem d'establir quantitats que serveixin de referència per a cada tractament.

Ocorre el contrari amb la força nuclear. Nosaltres, en aquest cas, establim límits: una persona que treballa en una central nuclear no pot superar el límit de radiació que nosaltres establim anualment.

I finalment, hi ha gent que està fora de les centrals nuclears, que nosaltres diem públic. Per a ells també establim límits de les quantitats de radiació que poden rebre anualment. No cal dir-ho, els límits establerts per al públic són molt més baixos si es compara amb les persones que treballen en les centrals.

A l'hora d'establir aquests límits sempre tenim en compte l'anomenat principi ALARA. ALAR significa: ‘ As Low As Reasonably Achiveable’. És a dir, si una persona, pel seu treball o per problemes de salut, necessita sotmetre's a les radiacions, rebrà la quantitat mínima de radiació necessària per a obtenir un resultat adequat.

Vostè és ara president d'IRPA. Quina és la vostra funció principal?

En definitiva, analitzar els danys biològics de la radiació.

Hi ha algun perill en tot el que fa l'ésser humà, res és inexorable, per això nosaltres intentem identificar tots els possibles riscos. Després intentem establir límits d'emissió de radiació compatibles amb el treball. Una vegada fet això, es dirigeixen als governs dels països i se'ls donen aquests consells perquè legislin perquè es compleixin.

Podríem resumir, per tant, que la nostra associació treballa directament amb professionals dels països per a desenvolupar la normativa reguladora de cada país.

Creus que els països compleixen amb aquestes limitacions que heu establert?

A Europa i Amèrica del Nord sí. Països amb legislació i normes molt estrictes. Però en països en desenvolupament, Àfrica, Sud-amèrica i alguns llocs d'Àsia és molt més difícil.

Amb els Estats de la Unió Soviètica passa una cosa especial: ells tenen les seves legislacions, però han quedat obsolets. Fins fa poc he treballat amb científics d'Estònia, Letònia i Lituània en la creació de noves legislacions.

Enguany s'ha implantat la nova normativa de protecció contra les radiacions ionitzants. D'on aniran les següents recomanacions? Què cal millorar?

D'una banda, a l'hora de delimitar les dosis cal anar a la diferenciació, és a dir, veure i analitzar cada cas individualment. Per exemple, no és el mateix, en el cas del tractament de raigs X, treure radiografia a una persona gruixuda o a un nen. El primer necessita un major nombre de radiacions per a obtenir el mateix resultat. Les dosis han de ser adaptades en cada cas.

D'altra banda, és necessari integrar la protecció radiològica del medi ambient en les normatives, com s'està estudiant.