Determinación de la actividad alfa debida al radón 222 y a sus descendientes, existente en el agua potable de la ciudad de Monterrey, Nuevo León, y su área metropolitana

ciudad de

m

m , e j s i w r t a a

m

potable re w

; MBfO LEON, Y Sü ASEA MEIDPOLITANA

T E S I S

QUE EN REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER"

EL TITULO DE MAESTRIA EN CIENCIAS

CON ESPECIALIDAD EN INGENIERIA NUCLEAR

P R E S E N T A ?

J O S U E T R E V I Ñ O D I A Z

ASESOR DE TESIS:

DR. BERNABE LUIS RODRIGUEZ BUENROSTRO

T M

2166 5 1 F C FM

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

F A C U L T A D DE CIENCIAS FISICO M A T E M A T I C A S

DIVISION D E ESTUDIOS D E P O S T G R A D O

DETERMINACION DE L A ACTIVIDAD A L F A DEBIDA A L R A D O N~ 2 2 2

Y A S U S DESCENDIENTES. EXISTENTE E N EL A G U A P O T A B L E

D E L A C I U D A D D E M O N T E R R E Y . N U E V O L E O N , Y S U

A R E A M E T R O P O L I T A N A

T E S I S

Q U E E N REQUISITO PARCIAL P A R A O B T E N E R EL TITULO DE MAESTRIA

E N CIENCIAS C O N ESPECIALIDAD E N INGENIERIA N U C L E A R

-P R E S E N T A

JOSUE TREVINO DIAZ

A S E S O R DE TESIS: DR. B E R N A B E LUIS R O D R I G U E Z B U E N R O S T R O

- m

^ -<- ~1

r

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m

i*

^ +

DETERMINACION DE LA ACTIVIDAD ALFA DEBIDA AL RADON-222 Y A SUS

DESCENDIENTES. EXISTENTE EN EL AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE

MON-TERREY. NUEVO LEON. Y SU AREA METROPOLITANA.

TESIS PRESENTADA POR JOSUE TREVINO DIAZ, EN REQUISITO PARCIAL

PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRIA EN CIENCIAS CON ESPECIALIDAD EN

INGENIERIA NUCLEAR

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

DIVISION DE ESTUDIOS SUPERIORES

ABRIL DE 1993

TESIS APROBADA POR EL

SIGUIENTE JURADO:

DR. B E R N A B E L. R O D R I G U E Z B.

M.C. C A R L O S R. F L O R E S J.

D E D I C A T O R I A

Al Señor Dios T o d o p o d e r o s o , ...El cual hizo los cielos y la

tierra, el m a r , y todo lo que en ellos hay... (Salmo 146:6).

...Porque en Jesucristo fueron creadas

todas las cosas, las que hay en los cielos y

las que hay en la tierra, visibles e

invisi-bles; sean tronos, sean d o m i n i o s , sean

prin-cipados, sean p o t e s t a d e s ; todo fue creado

por medio de El y para El. Y El es antes de

todas las cosas, y todas las cosas en El sub

sisterv... (Epístola de San Pablo a los

Colo-senses, C a p i t u l o 1, versos 16 y 17).

Profundamente impresionado por su g e n i a l i d a d y grandeza,

ma-n i f i e s t a s a través de todos los fema-nómema-nos comprema-ndidos dema-ntro del

área de la Ingeniería Nuclear.

Con amor, r e s p e t o , y a g r a d e c i m i e n t o ,

A G R A D E C I M I E N T O S

A través de e s t a s breves lineas quiero expresar mi gratitud

y r e c o n o c i m i e n t o a todas las personas, que de una u otra manera

hicieron posible la r e a l i z a c i ó n de este trabajo.

Estoy muy a g r a d e c i d o con Dios por haberme concedido la vida

y la salud hasta a h o r a , la oportunidad de haber llevado a cabo

m i s estudios de M a e s t r í a y la presente tesis, y por p e r m i t i r m e

c o n s i d e r a r , a través de este trabajo, a l g u n a s de las i m p r e s

ionan-tes m a r a v i l l a s que ha hecho.

Quiero agradecer a mis p a d r e s , Lic. J o s u é TreviRo T r e v i ñ o y

Sra. Hermila E. D í a z de TreviRo por el apoyo que me han d a d o , du

r a n t e la p r e p a r a c i ó n de este estudio, y siempre.

También quiero agradecer a mis h e r m a n o s , M.A. Horacio S. Tre

viRo Díaz, Lic. O l i v i a A. TreviRo Díaz, y C.P. Hugo E. Treviño

D í a z por el á n i m o que continuamente me han infundido.

A s i m i s m o quiero agradecer a mi n o v i a , la Arq. Ana E. Díaz Ro

d r i g u e z , por el a l i e n t o que me brindó en todo tiempo.

Mi a g r a d e c i m i e n t o a los p r o f e s o r e s de la Facultad de

Cien-cias Físico Matemá.ticas de la Universidad Autónoma de Nuevo León,

e s p e c i a l m e n t e a mi asesor de tesis, el Dr. Bernabé L. R o d r í g u e z

Buenrostro, por su apoyo y dirección en la preparación de este

trabajo; al Dr. F e d e r i c o A. Rodríguez G o n z á l e z , al M.C. Carlos R.

Flores J á u r e g u i , al Lic. Jesús Rivero Jimenez, y al Lic. Daniel

A n g u i a n o C., por su o r i e n t a c i ó n , a s e s o r í a , y ayuda brindada duran

te mis estudios en esta Facultad.

Mi a g r a d e c i m i e n t o también a todo el personal del Centro

Re-gional de Estudios N u c l e a r e s (C.R.E.N.), de la U n i v e r s i d a d Autóno

ma de Zacatecas, en especial ai M.C. Leopoldo L. Q u i r i n o T o r r e s ,

quien me a s e s o r ó en la r e a l i z a c i ó n de la parte práctica de este

trabajo; al Ing. Ignac i o Dáv ila R., por su colaborac ión en lo

re-feren te a la c o m p r o b a c i ó n del correcto f u n c i o n a m i e n t o y

calibra-ción del equipo u t i l i z a d o ; al M.C. F e r n a n d o M i r e l e s , y al Dr.

Franc i seo Lugo.

T a m b i é n quiero agradecer de manera especial al M.C. Rómulo

tecnia, de la U n i v e r s i d a d Autónoma de Z a c a t e c a s , por haberme f a

-cilitado el uso del laboratorio y del equipo con el que r e a l i c é

el análisis e x p e r i m e n t a l de eá ta tesis.

A g r a d e z c o a la Dra. Silvia B u l b u l i a n , y a la M.C. Maria Tere

sa O l g u i n , del Instituto Nacional de I n v e s t i g a c i o n e s N u c l e a r e s ,

por haberme p e r m i t i d o , a través del personal del C.R.E.N. de la

U . A . Z . , conocer y utilizar la técnica m e d i a n t e la cual se llevó a

cabo la parte e x p e r i m e n t a l del p r e s e n t e trabajo.

Mi a g r a d e c i m i e n t o también para la Arq. Ana E. D í a z

Rodrí-guez, por su ayuda para pasar en limpio las gráficas utilizadas

I N D I C E

Autorización i i

Dedicatoria n i

A g r a d e c i m i e n t o s iv

Indice vi

Resumen ix

C a p í t u l o 1 EL FENOMENO DE LA R A D I O A C T I V I D A D

1.1. Principales formas de d e c a i m i e n t o 1

1.2. El d e c a i m i e n t o r a d i o a c t i v o 2

1.3. Radioactividad alfa 3

1.4. Radioactividad beta 3

1.5. Radioactividad gamma 5

Referencias para el C a p í t u l o 1 7

Capítulo 2 LA R A D I O A C T I V I D A D N A T U R A L

2.1. Importancia del e s t u d i o de la r a d i o a c t i v i d a d

natu-ral 8

2.2. Isótopos r a d i o a c t i v o s e x i s t e n t e s en la n a t u r a l e z a 9

2.3. Uranio 15

2.4. Radi o-226 17

2.4.1. Radio-226 contenido en las rocas y en la tierra .. 17

2.4.2. Radio-226 en el agua 18

2.4.3. Radio-226 en los a l i m e n t o s i 18

2.4.4. Radio-226 en los tejidos humanos 20

2.5. Tor io-232 21

2.6. Radio-228 ( m e s o t o r i o ) 22

2.7. Radón-222 y r a d ó n - 2 2 0 (torón) 23

2.8. Plomo-210 (radio-d) y p o l o n i o - 2 1 0 27

2.10. Rubidio-87 30

2.11. Tierras raras 30

2.12. Rad i onúclidos inducidos 30

2.13. Fuentes n a t u r a l e s de radiac ión ionizante externa . 32

2.14. Radiación cósmica 32

2.15. M o d i f i c a c i o n e s r e a l i z a d a s por el ser humano a la

r a d i o a c t i v i d a d del a m b i e n t e natural 34

2.16. Sumar io de e x p o s i c i o n e s humanas a la radiaci ón i

o-nizante natural 36

Referencias para el C a p i t u l o 2 38

C a p í t u l o 3 EL RADON EN EL AGUA POTABLE

3.1. Propiedades g e n e r a l e s del radón y de sus

descen-dientes 4?

3.2. Propiedades físicas y quimicas mas importantes del

radón 45

3.3. C o n c e n t r a c i ó n aceptable de radon en el agua

pota-ble • 50

3.4. El órgano critico 51

3.5. Cálculo de la dosis al estómago 51

3.6. C o n c e n t r a c i ó n de radón en los contenidos

estomaca-1 es 52

3.7. El efecto de la p o r c i ó n bebida S4

3.8. La ingestión diaria de radón en agua potable 55

3.9. La dosis a la pared estomacal 56

3.10. La máxima c o n c e n t r a c ión recomendada de radón en el

agua potable » . . . . 56

R e f e r e n c i a s para el Capitulo 3 59

C a p i t u l o 4 A N A L I S I S E X P E R I M E N T A L

4. 1 . Descripción del e x p e r i m e n t o 61

A.1.1. Recolección de las m u e s t r a s 61

4.1.2. Preparación de las m u e s t r a s 61

4.2. Resultados y aspectos importantes del e x p e r i m e n t o 62

4.2.1. Análisis de las v a r i a b l e s importantes del exper i

-mento 62

4.2.2. Selección de las m u e s t r a s 64

4.2.3. Equipo U t i l i z a d o 66

4.2.4. Mediciones e f e c t u a d a s y r e s u l t a d o s o b t e n i d o s 68

Referencias para el C a p í t u l o 4 93

C a p í t u l o 5 A N A L I S I S , C O M E N T A R I O S , Y C O N C L U S I O N E S

5.1. Análisis c o m p a r a t i v o de los r e s u l t a d o s o b t e n i d o s . 94

5.2. Estimación de la dosis absorbida por las p a r e d e s

estomacales de los h a b i t a n t e s de la ciudad de

Mon-terrey y su área m e t r o p o l i t a n a 95

5.3. Comentarios y c o n c l u s i o n e s finales 97

R E S U M E N

En la gran mayoría de las s u b s t a n c i a s orgán i cas e i

norgáni-cas se han encontrado trazas de isótopos radioactivos. A d e m á s , ra

d i a c i o n e s ionizantes o r i g i n a d a s fuera de la tierra inciden

conti-n u a m e conti-n t e sobre su s u p e r f i c i e , sujetaconti-ndo a sus h a b i t a conti-n t e s a otra

fuente de exposición. A s í , la r a d i o a c t i v i d a d natural a la cual el

ser h u m a n o está e x p u e s t o , ti ene origen tanto terrestre como

cós-mico.

En la naturaleza se han e n c o n t r a d o alrededor de 340 núc1 i

-dos, de los cuales cerca de 70 son r a d i o a c t i v o s , c o n c e n t r á n d o s e

p r i n c i p a l m e n t e entre los e l e m e n t o s pesados.

En casi todo el mundo la r a d i o a c t i v i d a d natural varia dentro

de límites relativamente e s t r e c h o s , pero en ciertas localidades

hay g r a n d e s desviaciones de los n i v e l e s n o r m a l e s , debido a la pre

sencia de c o n c e n t r a c i o n e s a n o r m a l m e n t e altas de substancias

ra-d i o a c t i v a s en la tierra. Aun cuanra-do ra-dichas concentraciones

anor-m a l anor-m e n t e altas de isótopos r a d i o a c t i v o s existen en foranor-ma natural

en el med i o amb i en te, su efecto sobre los seres vivos tiene conse

cuencias semejantes a las p r o d u c i d a s por problemas de

contamina-ción r a d i o a c t i v a .

R e c i e n t e m e n t e , el r a d ó n - 2 22 y sus descendientes han llamado

la a t e n c i ó n de los investigadores alrededor del mundo, debido al

hecho de haber sido identificados como fuertes contribuyentes de

la r a d i o a c t i v i d a d natural en el medio ambiente.

El a n á l i s i s e x p e r i m e n t a l e f e c t u a d o para la p r e p a r a c i ó n de es

te trabajo tuvo cciuo o b j e t i v o medir los niveles de la raaioact ivi_

dad alfa n a t u r a l , o c a s i o n a d o s por el ra don-222 y por sus

descen-d i e n t e s , e x i s t e n t e s en el agua p o t a b l e descen-de la ciudescen-dadescen-d descen-de M o n t e r r e y ,

Nuevo L e ó n , y su área m e t r o p o l i t a n a , para luego comparar d i c h o s

n i v e l e s de r a d i o a c t i v i d a d natural con los r e p o r t a d o s en otros

lu-gares del m u n d o , y estimar la d o s i s a b s o r b i d a por las p a r e d e s

C A P I T U L O 1

EL F E N O M E N O DE LA R A D I O A C T I V I D A D

1.1. P r i n c i p a l e s forinas d e d e c a i m i e n t o . Los r e s u l t a d o s

expe-r i m e n t a l e s sobexpe-re la estabilidad de los n ú c l e o s atóm i eos m u é s texpe-ran

que para n ú c l e o s p e q u e R o s ((A-Z) 5 16 y Z ¿ 16), la p r o p o r c i ó n de

n e u t r o n e s a p r o t o n e s es cercana a la unidad. Sin e m b a r g o , para

los demás n ú c I e o s se observa un exceso de n e u t r o n e s sobre p r o t o

n e s , lo cual se ha explicado a r g u m e n t a n d o que las f u e r z a s a t r a c

-tivas n u c l e a r e s entre n e u t r o n e s y p r o t o n e s c o n t r a r r e s t a n el

efec-to de las fuerzas r e p u l s i v a s c o u l o m b i a n a s entre p r o t o n e s hasta

cierto punto. A partir del núcleo cuyo número de p r o t o n e s es 84

( p o l o n i o ) n o se e n c u e n t r a n isótopos estables en la n a t u r a l e z a ,

si no que p r e s e n t a n el fenómeno d e n o m i n a d o r a d i o a c t i v i d a d , el cual

c o n s i s t e en la e m i s i ó n de p a r t í c u l a s por parte de dichos n ú c l e o s .

Las tres p r i n c i p a l e s formas de d e c a i m i e n t o se ilustran a con

t inuac ión:

(1) D e c a i m i e n t o Alfa:

29£> 2 3 5 4

Pu -t U + He (partícula a l f a )

P 4 P 2 2

(2) D e c a i m i e n t o Beta:

sp Qp _o

Sr -» Y + ft (electrón)

as ao -t

( 3) Emis ión gamma:

„ a s m 8 5 O

Kr Kr + r (fotón g a m m a ) 9<5 3 <5 O ®

Por e j e m p l o , 16% del Kr8 B r n decae m e d i a n t e la e m i s i ó n de un

ra-3 <S

yo g a m m a , y 84% decae emi t iendo una partí cula beta para formar

RbB 5.

8 7

1.2. El d e c a i m i e n t o radioactivo. La probabi1 i dad de que un

núcleo radioactivo decaiga en un ti empo dado se cons i dera

cons-tante, independientemente de la t e m p e r a t u r a , p r e s i ó n , o de 1

de-caimiento de otros n ú c l e o s c i r c u n d a n t e s . Las d e s i n t e g r a c i o n e s de

n ú c l e o s individuales son eventos e s t a d í s t i c a m e n t e independientes

y está.n sujetas a f l u c t u a c i o n e s e s t o c á s t i c a s . Sin e m b a r g o ,

consi-d e r a n consi-d o un gran n ú m e r o consi-de n ú c l e o s , las f l u c t u a c i o n e s se

prome-dian , y la fracción que decae por uni dad de t iempo es constante y

n u m é r i c a m e n t e igual a la p r o b a b i l i d a d de que un núc1eo individua1

decaiga en ese ti empo. Esta razón de d e c a imi ento r a d i o a c t i v o es

conoc i da como la corasían¿ e de decaí mi ent o x..

El número de núc1 eos que d e c a e por unidad de tiempo es

pro-porcional al número p r e s e n t e . Esto se r e p r e s e n t a m e d i a n t e la

e-c u a e-c i ó n siguiente, donde N es el n ú m e r o de núe-c1 eos p r e s e n t e s al

t i empo t,

= - X N (1.1)

integrando se obtiene

N = N e"X l (1.2)

o

donde la constante de integración Nq r e p r e s e n t a el número de

nú-cleos presentes al tiempo cero. A s í , de Nq n ú c l e o s p r e s e n t e s

orig i n a l m e n t e , N^e p e r m a n e c e n en el ti empo t. El número de n ú

-cieos con vidas entre t y t + dt es

- d N = e ' ^ d t (1.3) o

El r e c í p r o c o de la constante de d e c a i m i e n t o se representa por la

letra griega t,

oc 1

t = I ~tdN = j \te dt = (1.4)

1 r N r

= [ ° t dN = |

N Jo

Je

-diante la vida media t t la cual r e p r e s e n t a el t i e m p o r e q u e r i

do para que la mitad de los n ú c l e o s o r i g i n a 1mente p r e s e n t e s d e

caigan. La r e l a c i ó n e n t r e la vida media y la c o n s t a n t e de d e c a i

-miento se o b t i e n e s u s t i t u y e n d o N por Nq/ 2 en la e c u a c i ó n (1.2), y

reso 1viendo para t

e 1 / 2

N

— 2 - = N e ( 1 . 5 )

2

ln 2 0.693 ,, R.

O t — = r . (1.6) 1/2 X X

1.3. R a d i o a c t i v i d a d alfa. La p a r t í c u l a alfa emi ti da en este

tipo de d e c a i m i e n t o r a d i o a c t i v o es un núcleo de h e l i o < 2H e4 + +) .

Las p a r t í c u l a s alfa emi ti das por a l g ú n núclido t i e n e n energías

en el r a n g o de 2 a 8 millones de e l e c t r ó n - v o l t s (Mev), e s t a n d o

a s o c i a d a s las e n e r g í a s mas altas con los n ú c l i d o s de vidas m e d i a s

mas cortas.

Al pasar a través de la m a t e r i a , las p a r t í c u l a s alfa

inter-a c t u inter-a n c o n los á t o m o s hinter-astinter-a c o n v e r t i r s e en á t o m o s n e u t r o s de

he-lio. Su a l c a n c e en s ó l i d o s y líquidos es muy corto (por lo

gene-ral del o r d e n de mili m e t r o s ) . No o b s t a n t e su corto a l c a n c e , un

e l e m e n t o emisor a l f a dentro de 1 c u e r p o humano es á l t a m e n t e tóx i

-co, d e b i d o a la g r a n cantidad de energí a 1 iberada en una di s

tan-cia corta en los t e j i d o s vivos. Por e j e m p l o , 1 x 10 7 g de radio

es la máx ima cantidad que puede a c u m u l a r s e sin r i e s g o s en el

cuerpo h u m a n o .

La r a d i o a c t i v i d a d alfa se e n c u e n t r a p r i n c i p a l m e n t e entre los

e 1 e m e n t o s de n ú m e r o a t ó m i c o superior al del b i s m u t o en la tabla

per iód i ca.

1. 4. Radi oactivi dad beta. A l g u n o s núc1 i dos cuya

inestabili-dad se d e b e ai e l e v a d o valor de su n ú m e r o m á s i c o , o bien emiten

p a r t í c u l a s alfa c a r g a d a s p o s i t i v a m e n t e , o bien emi ten p a r t í c u l a s

beta n e g a t i v a s , i dént icas a los e l e c t r o n e s o r d i n a r i o s . El núcleo

be ta, el electrón procede de la conversión e s p o n t á n e a de un

neu-n e u t r ó neu-n eneu-n uneu-n protóneu-n, segúneu-n el esquema siguieneu-nte:

N e u t r ó n • Protón + E l e c t r ó n (partícula b e t a ) + a n t i n e u t r i n o .

En la des integración beta nega t iva, el n ú c l e o r e s u l t a n t e

t i ene un neutrón m e n o s y un protón mas que su p r o g e n i t o r ,

quedan-do, p u e s , inalterado el número másico, como se o b s e r v a en el

e-jemplo del Sr de la s e c c i ó n 1.1. El n ú c l e o hi jo será siempre 38

m a s estable que su p r o g e n i t o r , aunque no n e c e s a r i á m e n t e

totalmen-te estable.

En el caso de que un núcli do contenga un n ú m e r o insuf ic iente

de n e u t r o n e s para formar un núcleo estable con un d e t e r m i n a d o

nú-mero de protones, lo mas frecuente es que se p r o d u z c a una

desin-t e g r a c i ó n bedesin-ta p o s i desin-t i v a , es d e c i r , la e m i s i ó n de un e l e c desin-t r ó n

po-sitivo (positrón) como r e s u l t a d o de la t r a n s í o r m a c i ó n :

Protón • N e u t r ó n + E l e c t r ó n positivo + N e u t r i n o .

A u n q u e se conocen n u m e r o s a s especies r a d i o a c t i v a s que muestran

actividad beta p o s i t i v a , no es común o b s e r v a r l a s en el área de la

ingeniería n u c l e a r , ni tampoco contribuyen s i g n i f i c a t i v a m e n t e a

la radioactividad natural del m e d i o ambiente. Por c o n s i g u i e n t e ,

ya no se hablará mas de tales r a d i o n ú c l i d o s a lo largo de este

traba jo.

Otro aspecto en el que las emisiones beta d i f i e r e n de las

e-m i s i o n e s alfa consiste en que las p a r t í c u l a s beta de un núclido

particular que experimenta d e c a i m i e n t o poseen todas las energías

entre cero y una energía máx ima característica de ese núcli do. La

energia promedio es g e n e r a l m e n t e de alrededor de un tercio del

m á x i m o . El antineutrino e m i t i d o juntamente con la p a r t í c u l a beta

juega un pape 1 impor tante en esta distri buc ión de energi as,

pues-to que la suma de las energi as de ambas p a r t í c u l a s equiva le a la

máxima energia observada en dicho espectro. La e n e r g i a promedio

de los antineutrinos es, por lo tanto, alrededor d e dos veces la

energía promedio de los e l e c t r o n e s .

-te p e q u e ñ a , y su p e n e t r a d ó n a través de la m a t e r i a es muy

gran-de .

Las e n e r g í a s m á x i m a s de l^s p a r t í c u l a s beta v a r í a n dentro de

un rango de entre 0.01 y a l r e d e d o r de 4 M e v . L a s v i d a s m e d i a s

va-rían d e s d e m i c r o s e g u n d o s hasta bi1 Iones de afíos, c o r r e s p o n d i e n d o

las v i d a s medias mas largas con las e n e r g í a s m a s b a j a s .

A pesar de que el a l c a n c e de las p a r t í c u l a s beta es mayor

que el de las p a r t í c u l a s alfa, pueden ser d e t e n i d a s por capas

re-l a t i v a m e n t e d e re-l g a d a s de a g u a , cristare-l, o m e t a re-l . Ere-l a re-l c a n c e de re-las

p a r t í c u l a s beta en tejido es s u f i c i e n t e m e n t e g r a n d e , sin e m b a r g o ,

como para causar q u e m a d u r a s cuando la piel es e x p u e s t a . Los

isó-topos e m i s o r e s de p a r t í c u l a s beta que t i e n d e n a fijarse en el

cuerpo son muy tóxicos. El e s t r o n c i o - 9 0 , que ti e n d e a fijarse en

los h u e s o s es un e j e m p l o . A q u e l l o s como el c r i p t ó n - 8 5 o el

carbo-n o - 1 4 , que socarbo-n e l i m i carbo-n a d o s r á p i d a m e carbo-n t e del cuerpo, socarbo-n m u c h o mecarbo-nos

tóxi eos.

1.5. R a d i o a c t i v i d a d gamma. Los r a y o s gamma son f o t o n e s ,

ra-d i a c i ó n e 1ec tromagnética cera-dira-da cuanra-do un n ú c l e o e x p e r i menta una

t r a n s i c i ó n d e s d e un estado de mayor energía hasta un estado de

e-nergí a menor. La longitud de onda X. de la radi ac ión e s t á

relacio-nada con el cambio de energia A E del n ú c l e o que e m i t e dicho

quan-to de r a d i a c ión (o f o t ó n ) medi ante la e c u a c i ó n

—2?

d o n d e h es la c o n s t a n t e de P l a n c k , 6.62377 x 10 e r g - s e g , y c

es la v e l o c i d a d de la luz, 2 . 9 9 7 9 0 2 x 1 01 0 cm/seg. Puesto que los

c a m b i o s de 0.1 Mev o m a y o r e s son c o m u n e s , los r a y o s gamma t ienen

- p

l o n g i t u d e s de onda m e n o r e s que 1.2 x 10 cm. E s t a s son m u c h o m e

-n o r e s que la lo-ngitud de o-nda de la luz v i s i b l e , d e a l r e d e d o r de

10 cm. Los r a y o s gamma p e n e t r a n espesores de m a t e r i a r e l a t i v a

-m e n t e grandes antes de ser a b s o r b i d o s . En lugar d e tener un

al-cance bien d e f i n i d o , como las p a r t í c u l a s alfa o b e t a , un haz de

rayos gamma pierde una cierta fracción d e su i n t e n s i d a d por

uni-dad de distancia recorrí da a través de la m a t e r i a .

so-b r e e x p o n e r el cuerpo humano a é s t a , p r o d u c e daño a tejidos

loca-lizados a p r o f u n d i d a d . De los tres tipos de r a d i a c i ó n emitidos

por isótopos r a d i o a c t i v o s , la r a d i a c i ó n gamma es, por m u c h o , la

de mayor riesgo e x t e r n o , y la que r e q u i e r e un fuerte blindaje y

o p e r a c i ó n a control r e m o t o .

Puesto que el fotón no posee ni carga ni m a s a , tanto el

nú-cleo p r o g e n i t o r como el núnú-cleo hijo, son isómeros. Sólo unos

cuantos n ú c l i d o s e m i s o r e s gamma tienen v i d a s m e d i a s

suficiente-m e n t e largas cosuficiente-mo para ser a i s l a d o s y e s t u d i a d o s . Una gran

canti-dad de núcli dos emi sores gamma, r e s u l t a n t e s de decaimientos

ra-d i o a c t i v o s alfa o beta, ti enen vi ra-das mera-d i as tan cortas que el o

los f o t o n e s p a r e c e n ser emi t idos por el n ú c l e o progenitor s

imuí-t á n e a m e n imuí-t e con la p a r imuí-t í c u l a alfa o b e imuí-t a . Genera 1menimuí-te, se

acos-tumbra dar la información sobre el rayo gamma junto con la

infor-m a c i ó n del p r o g e n i t o r alfa o b e t a , aún y cuando el rayo gainfor-minfor-ma

proceda del núcleo hijo. Con f r e c u e n c i a un n ú m e r o de rayos gamma

son e m i t i d o s en c a s c a d a , al pasar el n ú c l i d o inestable

rápidamente a través de v a r i o s estados inrápidamentermedios de energía anrápidamentes de a 1

-*

canzar su estado b a s e [1 ] .

Los n ú m e r o s e n t r e corchetes c o r r e s p o n d e n a las r e f e r e n c i a s

R E F E R E N C I A S PARA EL C A P I T U L O 1

1.- M. Benedict y T . P i g f o r d , " N u c l e a r Chemical E n g i n e e r i n g , "

C A P I T U L O 2

LA R A D I O A C T I V I D A D N A T U R A L

2.1. I m p o r t a n c i a del e s t u d i o d e la r a d i o a c t i v i d a d natural.

El f e n ó m e n o de la r a d i o a c t i v i d a d n a t u r a l , que fue d e s c u b i e r t o por

Bequerel poco antes del final del siglo d i e c i n u e v e , y los

expe-r i m e n t o s clá.s i eos, expe-real izados p o expe-r los e s p o s o s C u expe-r i e y o t expe-r o s , han

d e s e n c a d e n a d o cambi os p r o f u n d o s en la c i ene ia, la t e c n o l o g i a , y

la soc i edad.

Pronto se hizo e v i d e n t e que la r a d i o a c t i v i d a d natural podía

u t i l i z a r s e como una h e r r a m i e n t a p o d e r o s a en el e s t u d i o de la

estructura y p r o p i e d a d e s de la m a t e r i a , ambas en una escala m i c r o s

-cópica y m a c r o s c ó p i c a . El f e n ó m e n o de la r a d i o a c t i v i d a d natural

ha sido empleado,' por e j e m p l o , para conocer la e s t r u c t u r a del

nú-cleo atómi co, para estimar la e d a d de la ti erra, y para medir la

r a z ó n de formación de s e d i m e n t o s en el fondo de los o c é a n o s .

Al comenzar el ser humano a u t i l i z a r la energia n u c l e a r , se

ha vuelto indispensable estudiar los niveles n a t u r a l e s de la

ra-d i o a c t i v i ra-d a ra-d , con el p r o p ó s i t o ra-de e n t e n ra-d e r ra-de la mejor manera

po-sible la influenc ia ejercida s o b r e el medi o ambi ente por la

ra-d i o a c t i v i ra-d a ra-d generara-da por la i n ra-d u s tr i a ra-de la energí a atómi ca.

Sólo conociendo los n i v e l e s de la r a d i o a c t i v i d a d natural y la

ma-nera en que varí a, p u e d e a s e g u r a r s e una interpretac ión objet i va

de la información moni t o r e a d a , ya sea en los a l r e d e d o r e s de un

r e a c t o r , en los o c é a n o s , en la a t m ó s f e r a , o en los tejidos del

ser humano.

Se ha encontrado que la g r a n m a y o r í a de las s u b s t a n c i a s , ya

sea inertes, o de los seres v i v o s , c o n t i e n e n trazas de r a d i o a c t i

-vidad n a t u r a l . A d e m á s , r a d i a c i o n e s ionizantes o r i g i n a d a s fuera de

la tierra b o m b a r d e a n c o n t i n u a m e n t e su superf i cié, s u j e t a n d o a sus

tural a la cual el ser humano e s t á e x p u e s t o , tiene orí gen tanto

t e r r e s t r e como c ó s m i c o .

En la n a t u r a l e z a se han e n c o n t r a d o a l r e d e d o r de 340 núc1 i

-d o s , -de los cuales cerca -de 70 s o n r a -d i o a c t i v o s , c o n c e n t r á n -d o s e

p r i n c i p a l m e n t e e n t r e los e l e m e n t o s p e s a d o s . Las a b u n d a n c i a s re 1 a

tivas de los isótopos que están p r e s e n t e s en la tierra a c t u a l m e n

-te, se d e r i v a n de las proporc i o n e s i sotópi cas produc idas cuando

n u e s t r o planeta fue formado.

En ese e n t o n c e s , un número relat ivamente grande de isótopos

p u e d e n quizá haber sido r a d i o a c t i v o s , pero e n los m i l e s d e m i l l o

-ne s de años d u r a n t e los cuales se supo-ne que el m u n d o ha

existi-do, todos los isótopos d e vi das m e d i a s mas c o r t a s habri an

desapa-r e c i d o . Los desapa-radionúcli d o s que p e desapa-r m a n e c e n hasta ahodesapa-ra son aquellos

cuyas v i d a s m e d i a s son c o m p a r a b l e s con la edad de la tierra. Los g

r a d i o i s ó t o p o s con vi das m e d i a s m e n o r e s que a p r o x imadamente 10 a

-R o s se habrían v u e l t o i n d é t e c t a b l e s en a l r e d e d o r de 30 v i d a s

me-dias d e s d e su f o r m a c i ó n , m i e n t r a s que los r a d i o n ú c l i d o s que

tie-n e tie-n v i d a s m e d i a s m a y o r e s de 1 01 0 a ñ o s han d e c a i d o muy poco hasta

el p r e s e n t e . K o h m a n [13 divide la r a d i o a c t i v i d a d residual de la

tierra e n t r e radionúcli dos p r i m a r i o s , cuyas v i d a s m e d i a s son sufj_

c i e n t e m e n t e largas como para haber s o b r e v i v i d o el intervalo desde

su forma c ión, y radi o n ú c l i d o s s e c u n d a r i o s , que se han d e r i v a d o de

los p r i m a r i o s m e d i a n t e d e c a i m i e n t o r a d i o a c t i v o .

Práct i camente, en casi todo el m u n d o la r a d i o a c t i v i d a d

natu-ral v a r í a dentro de límites r e l a t i v a m e n t e e s t r e c h o s , pero en cier_

tas l o c a l i d a d e s hay g r a n d e s desvi a c i o n e s de los ni ve les norma les,

d e b i d a s a la p r è s e n e i a d e c o n c e n t r a c i o n e s a n o r m a l m e n t e altas de

m i n e r a l e s r a d i o a c t i v o s e n la t i erra.

2.2. I s ó t o p o s r a d i o a c t i v o s e x i s t e n t e s e n la n a t u r a l e z a . Los

radi o n ú c 1 i dos exi s tentes en la n a t u r a l e z a p u e d e n d i v i d i r s e en dos

g r u p o s : Aquel 1 os que e x i s t e n en forma individual (Tablas 2-la y

2 - l b ) , y aquellos que f o r m a n p a r t e de una d e las tres c a d e n a s de

núc1 idos r a d i o a c t i v o s : ( 1 ) La s e r i e del u r a n i o , que se o r i g i n a a 23 &

p a r t i r del U (Tabla 2 - 2 ) ; (2) La s e r i e del t o r i o , que se o r i g i

2 3 2

na a p a r t i r del T h (Tabla 2 - 3 ) ; y (3) La s e r i e del a c t i n i o , 235

que e x i s t e n en forma individual s o n tanto d e or igen c ò s m i co como

de o r i g e n terrestre.

L a s tres f a m i l i a s d e e l e m e n t o s r a d i o a c t i v o s p e s a d o s se e n

-c u e n t r a n e n la -corteza t e r r e s t r e , y a e l l a s se debe g r a n p a r t e d e

la r a d i o a c t i v i d a d a la que el ser h u m a n o está e x p u e s t o . Una c u a r

-ta f a m i l i a , la serie del n e p t u n i o , que s e o r i g i n ó a p a r t i r del ra

2 4 1

di o i s ó t o p o progeni tor Pu , se sabe que e x i s t i ó a l g u n a v e z , p e r o

2 4 1

como el Pu ti ene una vi da m e d i a d e sólo 14 afíos, s o b r e v i v i ó

por lo tanto muy poco d e s p u é s d e su f o r m a c i ó n o r i g i n a l . O t r o s

m i e m b r o s d e esa serie t i e n e n t a m b i é n v i d a s m e d i a s r e l a t i v a n e n t e

c o r t a s . El ú n i c o m i e m b r o supervi vi ente d e la f a m i l i a del n e p t u n i o _20P

es el casi e s t a b l e e gB i , cuya v i d a m e d i a e s t i m a d a e s d e a l r e d e

dor d e 2 x 101 7 afíos [2].

L o s e l e m e n t o s t r a n s u r à n i d o s que h a n si do p r o d u c i d o s a r t i f i

-T a b l a 2-1 a.

R a d i o n ú c l i dos E x i s t e n t e s I n d i v i d u a l m e n t e en la N a t u r a l e z a

Produ-c i d o s por los R a y o s C ó s m i Produ-c o s [3].

R a z ó n d e

Pro-d u c c i ó n A t m o s - P r i n c i p a l e s RaR a d i o Vi da f é r i c a P r o m e d i o diaci o n e s y E -N ú c l i d o M e d i a < á t o m o s / c m * S e g ) nergí as ( M e v )

Ha 12.3 afíos 0.25 (3 0. 0 1 8 6

B e7 5 3.6 días 8.1 >c l o "3 Y 0 . 4 7 7

B e1 0 2.5 x 10* a ñ o s 3.6 x i o "2 fi'O .555

c " 5 7 3 0 años 2 . 2 ffO.156

N a2 2 2.6 afios 5 . 6 x i o "5 /3+ 0 . 5 4 5 , r 1 - 2 8

Vi 2 4

Na 15.0 hrs ff 1.4, Y 1.37,2.75

Vi 2 4

Na 15.0 hrs ff 1.4, Y 1.37,2.75

S Í3 2 ~ 650 a ñ o s 1.6 x i o "4 f f 0.21

P3 2 14.3 di a s 8.1 x i o "4 f f l . l l

P " 24.4 días 6 . 8 x 10"4 f f 0 . 246

s 35 88 días 1 . 4 x l o -3 /3~0 .167

C l3d 3.1 x 105 a R o s 1.1 x i o "3 f f 0 .714

s9S 2.87 hrs f f 1 . 1 , Y 1 - 8 8

C 13 B 37.3 m i n ff4.91, Y 1 . 6 0 , 2 . 1 7

C 13 B 37.3 m i n ff4.91, Y 1 . 6 0 , 2 . 1 7

c ia s > 55.5 m i n 1.6 x 1 o ~3 0 ~ 1 . 9 1 , Y 0 . 2 5 , 1 . 2 7 ,

c i a l o e n t e [ 7 ] p u e d e n haber existido en la n a t u r a l e z a alguna v e z ,

pero si endo sus vi das m e d i a s tan cortas, h a b r í a n d e s a p a r e c í do

ha-ce mucho. No o b s t a n t e , a l g u n o s . e l e m e n t o s transuràni dos d e b e n

pro-d u c i r s e c o n t i n u a m e n t e como consecuencia pro-de la e x i s t e n c i a pro-de

neu-trones libres, c a p t u r a d o s por los isótopos del uranio en la corte

2 9 0

za terrestre. A s í , ¿ t o m o s de Pu han sido d e t e c t a d o s en la

$»4

p e t c h b l e n d a en una p r o p o r c i ó n de 10 a 10 por á t o m o de 23Q 29?

U , y Np ha sido identificado en m i n e r a l e s de u r a n i o en

P 2 ' P 3 *

Tabla 2.1b.

Radi onúc1 i dos Ex i s t e n t e s Indi vi dua1mente en la N a t u r a l e z a de Or i

-gen T e r r e s t r e [ 4 ].

R a d i a c i o n e s P r i n c i p a l e s : R a d i o - A b u n d a n - V i d a Media E n e r g í a ( M e v ) y

n ú c l i d o cia (%) {aRos) r e n d i m i e n t o ( % )

0 . 0 1 2 1 . 2 6 X 1 0 ° _{fi 1 . 3 3 ,}

y 1 . 4 6 , 8 9 %

m

v5° 0 . 2 5 6 X 1 01 5 Y con fi

r 1 - 5 5 ,

0 . 7 8 , 30%

70%

R b8 7 2 7 . 9 4 . 8 X 1 o1 0 fi~ 0 . 2 8 , 1 0 0 %

ln1 1 = 95 . 8 6 . 0 X i o1 4 fi' 0 . 4 8 , 1 0 0 %

T e1 2 9 0 . 8 7 1 . 2 X _{1 0 "}

- 1 3 8

La 0 . 0 8 9 1 . 1 2 X 1 0 " fi~ 0 . 2 1 ,

r o . 8 i , 80%

1 - 4 3 , 70%

C e1 4 2 1 1 . 0 7 > 5 X i ol d

(«)

N d1*4 2 3 . 9 2 . 4 X i o1 3 a 1 - 8 3

c 1 4 7

Sm 15 . 1 1 . 0 5 X 1 0 " a 2 . 2 3

c ™1 4 8

¿

1 3 . 8 2 > 1 X i o1 B

G d1 5 2 0 . 2 0 1 . 1 X i o1 4 a 2 . 1

_ 1 5 Ó

Dy 0 . 0 5 2 > 1 X i oi a

H f1 7 4 0 . 1 6 3 2 X i o1 5 a 2 . 5

LU1 7 < 5 2 . 6 2. 2 V 1 0 * ° fi" 0 . 4 3

r 0 . 0 8 9 , 0 . 2 0 3 , 0.306

T a1 B° 0 . 0 1 2 > 1 X 1 0 "

R e1 8 7 6 2 . 9 4. 3 X 1 0 * ° _{fi~ 0 . 0 0 3}

Tabla 2.2.

N ú c l i d o s de la S e r i e del U r a n i o y Principales E m i s i o n e s [ 5 ] y [ 6 ]

Abundanci a

Ató-Vida R a d i a c i ó n y m i c a , ppb* en

Núclido media Energía (Hev) U r a n i o Natural

U2 9 e

P 2

4. 5 x 10° afios a 4.20, 4.15

Y 0.048

9. 928 x ioe

T h2 9 4

P O

24.10 d í a s (f 0.192, 0.100

r 0.092

0 . 0146

P a2 9 4™

en 1.175 m i n (f 2.29, 1.53, 1.

r o.39 (TI), 0.

.25

817

4 . 94 x lo'7

u2 3 4

c z

2. 48 x 1 05 a R o s a 4.77, 4.72

Y 0.093

5. 48 x io4

T h2 9°

P O 8 .0 x 1 0

4 a ñ o s a 4.68, 4.61, 4.

Y 0.068, 0.253

51 1 . 77 x i o4

R a2 2*

ee 1622 años a 4.78, 4.59 359

Y 0.186, 0.26

2 2 2

Rn

8 <5

P o2 1 8

6 4

P b "4

8 2

3.8 25 d í a s

3.05 m i n

26.8 min

a 5.48; y 0.510

a 6.0

ft~ 0.72

Y 0.053, 0.242,

0 . 352

0.295

2.

1 .

1 .

.32 x

28 x

13 x

io"9

10"*

io"5

A t2 1 8

B5 B i2 1 4

8 3

1.5-2.0 seg

19.7 m i n

a 6.7, 6.65

f f 3.26, 1.51, 1

1 .88

a 5 . 5 2 , 5.45, 5 .00,

.27

8. 28 x 10"*

« 2 1 4

Po

6 4

TI 2 1°

81

1. 64 x 10 4 seg a 7.68; Y 0.799 1. 15 x io"8

« 2 1 4

Po

6 4

TI 2 1°

81 1.3 m i n (f 1-9, 1.3, 2.3

Y 0.296, 0.795, 1 . 31

P b2 1°

6 2

22 años ft~ 0.015, 0.061 4 . 86

P b2 1°

6 2

Y 0.0465

B i2 1°

8 3

5.02 d í a s (f 1.17; « 5 . 0 3, .04 x io'3

P o2 1°

84

T l2°d

6 1

138.3 d í a s

4.2 m i n

a 5.3; Y 0•80

(f 1.51

0 .0838

P b2 0*

BZ P b2 0* Estable

BZ Estable

* Billón de N o r t e a m é r i c a < 1 0P> .

una p r o p o r c i ó n de 1.8 x 10 por á t o m o de U [8].

2 9 5 ***

En la n a t u r a l e z a , el ^ U y a l g u n o s otros n ú c l i d o s , entre

ellos el U2 9 8, el U2 9 4, el T h2 8 2, y el R a2 2* e x p e r i m e n t a n

P 2 P 2 ' P O B S

fisión e s p o n t á n e a m e n t e , y son f i s i o n a d o s t a m b i é n por n e u t r o n e s

Tabla 2 - 3 .

N ú c l i d o s de la S e r i e del T o r i o y E m i s i o n e s P r i n c i p a l e s [ 5 ] y [6].

A b u n d a n c i a A t ó -Vida R a d i a c i ó n y m i c a , ppb** en Núclido M e d i a E n e r g i a ( M e v ) Torio Natural

P O

232 «Û O Th 1.4 x 10 aFíos a 4.01, 3.95 1 x 10

r 0.055

R a2 2 8 6.7 años ft 0.055 0.48

8 B

Ac 6 . 1 3 h o r a s (3 2.18, 1.85, 1.72, 5 .0 x 10

B P

P O

1.11, 0 .64 , 0 . 46

Y 0.058, 0 . 1 2 9 , 0.184

T h2 2 8 1.90 a R o s a 5.42, 5.34 0.14

BB

89

Y 0.083

R a2 2 4 3.64 d í a s a 5.68, 5.45, 5.19 7 . 2 x 1 0_ 4

Y 0.241

Rn 54.5. seg a 6.28; r 0 . 5 0 1.2 x 10 do

Po2i<í 0.16 seg a 6 . 7 7 3 . 6 x 10~°

B 4

Pb2 1 2 10.6 h o r a s ft" 0.33, 0.57 0.87 x 10 4

82 ' '

Y 0 . 1 7 6 , 0 . 2 3 8 , 0.300

Bi2 1 2* 60.5 m i n a 6.086, 6 . 0 4 7 8 . 3 x 10"*

ff 2.25

Y 1.81, 1 . 6 1 , 1.03,

0.83, 0 . 72, 0 . 4 6 ,

0 . 2 8 8 , 0 . 0 4

Po2 1 2* 3.04 x 10~7 seg a 10.55, 8. 785 4.6 x 10~1<5

8 4

T I2 0 8 3.1 m i n (f 1.80 1.4 x 10~7

81

Y 2.61, 0 . 8 6 , 0 . 5 8 ,

0.51 20B

Pb E s t a b l e 82

212 212

* 66.3 por ciento del Bi d e c a e a Po , y 33.7 por ciento

89 B4 * 7 *

_ . 208 decae a TI

61

Tabla 2-A

Núclídos de la Serie del A c t i n i o y E m i s i o n e s P r i n c i p a l e s [5]y [ 6 ]

Abundanc i a Ató-Vida R a d i a c i ó n y mica, ppb* en Núclido Media Energía (Mev) uranio natural

oz

P O

UZ 9 5 7.13 X 10e aRos a A. 32, A . 2 1 , A . 5 8 , 7.15 x 10**

A.50, A.A0, A.37

Y 0.110, 0 . 1 4 3 , 0 . 1 6 3 ,

0.185, 0.205

2S1 *

Th 25.6A horas fi 0.302, 0 . 2 1 8 , 0 . 1 3 8 2.94 x 10

M

B P

P O

Y 0.085, 0.026

9Q4 A

Pa 3.A3 x 10 afîos a 5.00, A . 9 A , 5 . 0 2 , 3AA

5 .05

Y 0.027, 0.29

Ac 22.0 aRos a A.95; fi 0.0A6 0.221

Y 0.070

T h2 2 7 18.6 días a 6.0A, 5 . 9 8 , 5 . 7 6 , 5.11 x 1 0- 4

6 7 B 6 62 83 8 4 82 5 .72

Y 0.310, 0 . 2 3 7 , 0 . 0 5 0

F r2 2 3 22 min a 5.35; fi 1.15

Y 0.234, 0 . 0 8 0 , 0 . 0 5 0

Ra 11.2 días a 5.75, 5.71, 5 . 6 1 , 3.08 x 10

5.54

Y 0.330, 0 . 2 7 0 , 0.149

2 1 P —P

Rn 3.92 seg a 6.82, 6.55, 6 . A 2 1.25 x 10 ee

Y 0.A01, 0 . 2 7 2

.ft «i Q Po 1.83 x 10 seg o 7.38 5.82 x 10

B 4

911 — —7

Pb 36.1 m i n fi 1.36, 0.95, 0 . 5 3 6.89 x 10

Y 0.832, 0 . A 2 7 , 0.A05

94R

At - 10 seg a 8.00

8 5

94 4 _ n

Bi 2.16 seg a 6.62, 6.28 A.12 x 10

y 0.35

Po2 1 1 0.52 seg a 7.A5, 6.89

r 0.90, 0.57

„ T l2 0 7 A.79 min fi' l.AA; y 0 . 8 7 0 9.1A x 10~®

al

P b2 0 7 Estable

o r i g i n a d o s por los rayos c ó s m i c o s , por r e a c c i o n e s (¿*,n) con

nú-cleos ligeros, o por fisión de o t r o s n ú c l e o s . N i n g u n o de e s t o s

procesos produce como resultado una c a n t i d a d s i g n i f i c a t i v a de

ra-d i o a c t i v i ra-d a ra-d . Como e j e m p l o ra-de lo a n t e r i o r p o ra-d e m o s consira-derar al

2 3 5

^ U , cuya vida m e d i a debida a la f i s i ó n e s p o n t a n e a está e n t r e

10 y 10 años, lo cual significa que el d e c a i m i e n t o m e d i a n t e

- 7

este p r o c e s o ocurre a una razón menor que 10 a ñ o s con r e s p e c t o

al d e c a i m i e n t o debido a la e m i s i ó n a l f a . Otros d e los n ú c l i d o s

pesados e x p e r i m e n t a n fisión e s p o n t a n e a con vidas medias que v a

-rían entre los 101 4 y 102° años [2].

A c o n t i n u a c i ó n se c o n s i d e r a n b r e v e m e n t e a l g u n o s de los

ra-d i o i s ó t o p o s ra-de mayor interés, y la i n f 1 u e n c i a que e j e r c e n sobre

la r a d i o a c t i v i d a d a m b i e n t a l .

2.3. Uranio. El uranio ex istente en la n a t u r a l e z a e s t á

cons-tituido por tres isótopos, cuyos n ú m e r o s de masa son 234, 2 3 5 , y

238. El 99.28% de los á t o m o s que f o r m a n el urani o natural corres-239

ponden al isótopo U , p r o g e n i t o r de la serie del uranio, el

cual está en e q u i l i b r i o con el U2 3 4, m i e m b r o t a m b i é n de la misma

2 3 5

serie, y p r e s e n t e c o n un 0.0058% en el uranio na tural. El U ,

p r e s e n t e con un 0.71% del uranio n a t u r a l , es el isótopo p r o g e n i

-Tabla 2 - 5 .

C o n c e n t r a c i ó n P r o m e d i o de Uranio en V a r i a s Rocas [9].

C o n c e n t r a c i ó n de

T i p o de Roca U r a n i o ( p p m )

Ignea ác i da 3.0

Ignea intermedia 1.5

I g n e a b á s i c a 0.6

Ignea ultrabásica 0.03

Meteor i tos 0.003

Roca de fosfato ( F l o r i d a ) 120

Roca de fosfato (Norte de A f r i c a ) 20-30

E s q u i s t o b i t u m i n o s o ( T e n n e s s e e ) 50-80

Grani to norma 1 4

Piedra ca1 iza 1.3

tor de la serle del a c t i n i o .

El uranio se encuentra en la tierra y en la mayoría de las

rocas. Sus c o n c e n t r a e iones típicas p u e d e n o b s e r v a r s e en la Tabla

2 - 5 , en la que se m u e s t r a que las rocas Ígneas á c i d a s contienen

c o n c e n t r a e i o n e s del o r d e n de 3 p p m , 100 v e c e s mas que la roca i

g-nea u l t r a b á s i c a , p e r o c o n s i d e r a b l e m e n t e m e n o s que las rocas de

fosfato de F l o r i d a , que han sido c o n s i d e r a d a s como una fuente

co-mercial de uranio [10]. Debido al a l t o contení do de uranio en las

rocas de fosfato, los f e r t i l i z a n t e s de f o s f a t o comerciales

con-tienen también, por lo tanto, a l t a s c o n c e n t r a c i o n e s de uranio.

Spalding y Sackett [11 ] han e n c o n t r a d o que el contenido de uranio

en los r i o s de Ñ o r t e a m é r i c a es m a s alto que en el pasado, lo cual

a t r i b u y e n al desagüe de f e r t i l i z a n t e s de fosfato.

Se ha e n c o n t r a d o que el contenido de uranio del aire en el

estado de Nueva York v a r í a entre 0.10 y 1.47 n g / m9 <1.30 x 10"° a

17.39 x 10 B q / m9) , ex i st i endo una c o r r e l a c i ó n significativa con

las p a r t í c u l a s suspend i das [12]. El p o l v o y las cenizas de carbón

son las fuentes m a s p r o b a b l e s .

M u c h o s p r o d u c t o s c o m e r c i a l e s c o n t i e n e n trazas de uranio,

co-mo el caso de las emuls i ones y otros m a t e r i a l e s fotográficos que

cont i enen entre .0.2 y 1 ppm de uranio [13].

La c o n t r i b u c i ó n de los isótopos del uranio a la radiación

gamma de fondo es i n s i g n i f i c a n t e , y su concent rae ión es demás i ado

baja como para c o n t r i b u i r s i g n i f i c a t i v a m e n t e a la dosis alfa

re-cibí da internamente por los seres h u m a n o s ; pero como es de

espe-rarse por el hecho de que el uranio e s t á presente en la ti erra y

en los f e r t i l i z a n t e s , es posible d e m o s t r a r la presencia del

ura-nio en los a l i m e n t o s y en los t e j i d o s humanos. En un estudio [ 1 4 ]

r e a l i z a d o a 26 p e r s o n a s no o c u p a c i o n a 1 m e n t e expuestas al uranio,

se e n c o n t r ó que la c o n c e n t r a c i ó n de e s t e elemento en su excreción

urinaria variaba e n t r e 0.03 y 0.3 ¿¿g/litro de orina. Se ha

esti-mado también [15] que la ingestión anual de uranio, contenido en

los a l i m e n t o s , en las c i u d a d e s de N u e v a York, C h i c a g o , y San

F r a n c i s c o , es de a l r e d e d o r de 500 ¿Jg/afio (6.48 Bq/año). Según

me-d i c i o n e s r e a l i z a me-d a s en el Re ino Uni me-do [16], se ha estimame-do que el

contenido de uranio en el hombre e s t a n d a r es d e 100 a 125 ¿Jg, en

El urani o es un e l e m e n t o que t i ene una enorme importane i a

e-conómica y m i l i t a r , y ha sido objeto de un intenso e s t u d i o

duran-te los últimos 50 aflos.

2.4-. Radio-226. Desde el p u n t o de vista de la d o s i s de

ra-d i a c i ó n ionizante recibira-da por el ser humano, el isótopo R a2 2 6 y

sus d e s c e n d i e n t e s tienen una importancia especial. R e f i r i é n d o n o s

22<5

a la tabla 2 - 2 , p u e d e v e r s e que el Ra es un e m i s o r a l f a , que

222

decae con una vi da media de 1622 afíos a Rn

El decaimiento del radón es seguido por la d e s i n t e g r a c i ó n

sucesiva de varios n ú c l i d o s e m i s o r e s de r a d i a c i ó n alfa y beta. La

serie radioactiva termina en el Pb2 0 < s, que es e s t a b l e .

El radio-226, si endo un emi sor a l f a , no contr ibuye

directa-m e n t e a la actividad gadirecta-mdirecta-ma del adirecta-mb iente. Su contr i buc ión, sin edirecta-m-

em-b a r g o , es indirecta, a través de sus d e s c e n d i e n t e s .

2.4.1. R a d i o — 2 2 6 c o n t e n i d o e n las r o c a s y e n la t i e r r a . El

R a d i o - 2 2 6 está p r e s e n t e en todas las r o c a s y en los d i f e r e n t e s

tipos de tierra en c a n t i d a d e s v a r i a b l e s . Las r o c a s Ígneas tienden

a contener c o n c e n t r a c i o n e s algo s u p e r i o r e s que las rocas aren i

s-Tabla 2 - 6 .

C o n c e n t r a c i o n e s Promedi o de R a d i o , U r a n i o , T o r i o , y Potasio en va

r i as rocas [17].

Ra 2 2 t ì U 2 3 8 Th 2 3 2 K4°

Tipo de Roca ( B q / g ) (Bq/g) (Bq/g) (Bq/g)

Ignea 0.048 0.04 8 0 . 0 4 8 0.814

Sed imentari a

Piedra arenisca 0.026 0.015 0.024 0.326

Esquistos 0.040 0.015 0.041 0.814

Piedra Caliza 0.016 0.015 0.005 0.081

cas y que las p i e d r a s c a l i z a s . Se ha e n c o n t r a d o [ 1 7 ] que la

con-centración p r o m e d i o en la p i e d r a caliza es de 0.016 Bq/g, y que

2.4.2. R a d i o - 2 2 6 e n el agua. La c o n c e n t r a c i ó n de r a d i o - 2 2 6

en el agua, cerca del fondo de los océanos, es b a s t a n t e uni forme.

Se cree que se origina en s e d i m e n t o s , en los que se p r o d u c e a una

r a z ó n uniforme a partir del t o r i o - 2 3 0 [18]. Se e n c o n t r ó que la

c o n c e n t r a c i ó n en el agua del f o n d o varia d e s d e 3.0 m B q / l i t r o en

los o c é a n o s Indico y A t l á n t i c o , hasta S.5 m B q / l i t r o en el p a c í f i

-co. Se e n c o n t r ó que el c o n t e n i d o de R a d i o - 2 2 6 en el a g u a de la su

p e r f i c í e de los océanos varía a l r e d e d o r de los 4 ¿jBq/litro.

La literatura contiene m u c h a s r e f e r e n c i a s acerca del c o n t e

-nido de radio en el agua de r i o s , arroyos, y p o z o s d e v a r i a s

p r o f u n d i d a d e s . H u c h a s de las m e d i c i o n e s mas a n t i g u a s s o n de

ca1i-dad a l g o incierta. Sin e m b a r g o , información un poco m a s reciente

[19] indi ca que el conten i do de Ra22<s en el s u m i n i s t r o públ i co de

agua es áltámente v a r i a b l e , y en a l g u n o s lugares llega a a p r o x i

-m a r s e a la concentración -m á x i -m a p e r -m i s i b l e (CMP) p a r a consu-mo

cont inuo.

En la información p u b l i c a d a por Hursh (referencia a n t e r i o r )

acerca del conten i do de Ra22<s en el agua potable de 42 ci udades

de los Estados Uni dos de Amér i ca, se observan va 1 ores que varí an

entre 0.0 y 6.29 m B q / 1 i t r o , con un valor promedio de 1.55 m B q / L t ,

e x c e p t o para Joliet, I l l i n o i s , donde el valor o b t e n i d o fue de

214 mBq/litro. Samuels [ 2 0 ] afirma que a principios de la década

de los sesentas, alrededor de un m i l l ó n de personas en el norte

de 111 ino i s y en el sur de Iowa tomaban agua con una c o n c e n t r a

-ción supreior a los 111 m B q / L t , y que al menos 50,000 p e r s o n a s t o

m a b a n agua con una concentrae ión superior a los 370 m B q / L t . Estas 220

cifras son altas, tomando en cuenta que la ingéstión d e Ra ,

cons i derada norma 1, a través del agua y los a l i m e n t o s , es de

al-r e d e d o al-r de 74 mBq/dia, y que este valoal-r conduce a una a c u m u l a c i ó n

de e q u i l i b r i o en el cuerpo de a p r o x i m a d a m e n t e 1.11 Bq. Los indi vi.

dúos que consumen di ar i amenté un 1 i tro de agua, con un contení do

de 370 mBq/Lt, puede esperarse que r e c i b a n una dosis a los huesos

a p r o x i m a d a m e n t e cinco v e c e s mas alta de lo n o r m a l .

2.4.3. R a d i o - 2 2 6 e n l o s alimentos. El radio es q u í m i c a m e n t e

similar al calcio, y por lo t a n t o , es absorbí do de la tierra por

que el contenido de r a d i o en la tierra es v a r i a b l e , e x i s t e

tam-bién una gran v a r i a b i l i d a d en la cantidad de r a d i o c o n t e n i d o en

los alimentos. A d e m á s , a 1gunos f a c t o r e s q u í m i c o s , tales como la

cantidad de calcio intercambiable en la tierra, d e t e r m i n a n la

ra-zón a la cual el r a d i o será a b s o r b i d o por las p l a n t a s .

Uno de los p r i m e r o s intentos de e s t i m a r el c o n t e n i d o d e

ra-dio en los a l i m e n t o s fue el r e a l i z a d o por M a y n e o r d y sus

colabo-r a d o colabo-r e s [21 y 22]. Este gcolabo-rupo 1 1 e v ó a cabo m e d i c l o n e s de la colabo-

ra-d i a c i ó n alfa ra-de las c e n i z a s ra-de m u e s t r a s ra-de a l i m e n t o s , y ra-

diferció la radi a diferción emitida por la s e r i e del t o r i o de la proveni

en-te de la serie del u r a n i o , m e d i a n t e c o n t e o s de los p u l s o s alfa

d o b l e s , ocasionados por el d e c a i m i e n t o del Po21<$ y del R n2 2° ,

cu-y a s d e s i n t e g r a c i o n e s están separadas por sólo 0.158 s e g u n d o s , es

d e c i r , por la vida m e d i a del Po21<3. E s t a s m e d i c i o n e s s i r v i e r o n

226

para aproximar el c o n t e n i d o total de Ra y Ra en los al

imen-tos (Tabla 2-7). Fue s o b r e s a l i e n t e el h e c h o de que las nueces de

Brasil fueron e n c o n t r a d a s e x t r a o r d i n a r i a m e n t e r a d i o a c t i v a s . E s t o

Tabla 2 - 7 .

A c t i v i d a d de los A l i m e n t o s [21].

Máxima A c t i v i d a d Alfa O b s e r v a d a Comestible en 100 g (mBq)

N u e c e s de Brasil S I , 8 0 0

C e r e a l e s 2 , 2 2 0

Tes 1,480

Hígado y Riñon 555

H a r i n a s 518

C a c a h u a t e s y C r e m a d e C a c a h u a t e 444

C h o c o l a t e 296

B i squetes 74

L e c h e ( e v a p o r a d a ) 37-74

Pescado 37-74

Q u e s o s y Huevos 33.3

V e g e t a l e s 25.9

C a r n e s 18.5

fué investigado p o s t e r i o r m e n t e por Penna Franca • [23],

quienes d e m o s t r a r o n que d i c h o fenómeno se debe a la tendencia del

nogal de Brasil (Beriholletia Excelsa) de concentrar bario, el

cual es también un c o n g é n e r e del r a d i o . Penna Franca e n c o n t r ó que

el contenido de radio de las n u e c e s de Brasil fluctua e n t r e 10.1

y 262.7 Bq/Kg, con s ó l o 3 de cada 15 m u e s t r a s c o n t e n i e n d o menos

de 37 Bq/Kg. La r a d i o a c t i v i d a d está, dividí da aprox imadamente en 220 226

partes iguales entre el Ra y el Ra , y no e s t á r e l a c i o n a d a

con el contenido de r a d i o o bario de la tierra en la que el árbol

crece. _22<J

S h l e i e n [24] r e p o r t ó el c o n t e n i d o de Ra en dietas

comple-tas r e c o l e c t a d a s en 11 c i u d a d e s de los Estados U n i d o s de A m é r i c a ,

habi endo e n c o n t r a d o que los va lores promedio f l u c t u a b a n entre

19.2 y 27.0 m B q / K g . La c o n c e n t r a c i ó n de radio en las nueces de

Brasil e s , por lo tanto, a l r e d e d o r de 1000 veces mayor que la con

centración en la dieta p r o m e d i o en los Estados U n i d o s .

Fisenne y Keller [ 2 5 ] e s t i m a r ó n que la ingést ión de Ra22tf de

los h a b i t a n t e s de las c i u d a d e s de Nueva York y San Francisco es

de 62.9 y 29.6 m B q / d i a r e s p e c t i v a m e n t e . Esta d i f e r e n c i a n o se

re-f le jó en el contenido d e Ra de los huesos de los h a b i t a n t e s

de las dos ciudades. S i n e m b a r g o , es importante notar que los

es-tudios de este tipo i n v o l u c r a n técnicas de m u é s t r e o de a 1 imentos

y h u e s o s altamente s o f i s t i c a d a s y a veces inciertas, que pueden

introducir e r r o r e s que o c u l t e n una d i f e r e n c i a como la anterior.

De la informac ión a n t e r i o r p a r e c e evi dente que la ingestión

de Ra22*5 disuelto en a g u a p o t a b l e no es s i g n i f i c a t i v a , a menos

que su c o n c e n t r a c i ó n sea mayor que 37 m B q / L t , el cual es un nivel

que parece e n c o n t r a r s e e n p o c o s lugares.

R a d i o - 2 2 6 e n l o s t e j i d o s humanos. Un buen n ú m e r o de

investigadores de v a r i o s p a i s e s han traba jado e n e s t i m a r el

con-tenido de Ra22<s en el c u e r p o t o t a l , y la dosis generada por este

n ú c l i d o y su p r o g e n i e . La informac ión de varios invest i gadores de

d i f e r e n t e s lugares del m u n d o , r e c o p i l a d a por las N a c i o n e s Uni das

[26], indica que en la m a y o r í a de las situaciones n o r m a les, el

c o n t e n i d o de Ra22*5 en los h u e s o s varí a desde a 1 r e d e d o r de 0.37

to-22o

tal en el cuerpo de 1.11 a 1.48 Bq de Ra en un e s q u e l e t o

adul-to de 2800 g de c e n i z a . De acuerdo con Hursh et al. [27], el

ra-dio d e p o s i t a d o en el e s q u e l e t o constituye a l r e d e d o r del 78% del

r a d i o c o n t e n i d o en el c u e r p o total.

Los m é t o d o s para e s t i m a r la d o s i s a los tejidos del esque

1e-to, debida al r a d i o y a sus descendi e n t e s , han si do d e s c r i t o s y e

v a l u a d o s c u i d a d o s a m e n t e por Spiers [ 283. Basándose en sus

méto-d o s , las Naciones U n i méto-d a s c o n c l u y e r o n que una a c u m u l a c i ó n méto-de 1.11

2 2 <S

a 1.48 Bq de Ra en el e s q u e l e t o , produce una dosis a los osteo

citos de 60 ¿¿Sv/afjo, y una dosis a la médula osea d e 3 ¿jSv/afío

[26]. Esta d i f e r e n c i a comparat i vamente grande se debe al hecho de

que la d o s i s a los o s t e o c i t o s es p r o d u c i d a por p a r t i c u l a s alfa,

para las cuales se a p l i c a un factor de cali dad de 10, mi entras

que la d o s i s r e c i b i d a por la m é d u l a osea se debe p r i n c i p a 1 m e n t e a

la a c t i v i d a d beta de los p r o d u c t o s de d e c a i m i e n t o del radio [29].

2.5. Torio-232» El c o n t e n i d o de torio de las r o c a s Ígneas,

de a c u e r d o a lo r e p o r t a d o por Faul [30], v a r í a e n t r e 8.1 y 33

p p m , con un valor m e d i o d e 12 ppm. La piedra caliza c o n t i e n e sólo

a l r e d e d o r de 1 p p m . R a n k a m a y Sahama [ 1 7 ] r e p o r t a n que la

concen-t r a c i ó n en la piedra areni sea es de 6 ppm. El c o n concen-t e n ido de concen-torio

de las r o c a s Ígneas e s , por lo t a n t o , alrededor de cuatro veces

el c o n t e n i d o de u r a n i o , pero puesto que la a c t i v i d a d específica

del T h2 3 2 es 4.07 m B q / g , comparada con 12.21 m B q / g del U2 3 S, la

r a d i o a c t i v i d a d debida al p r i m e r r a d i o n ú c l i d o tiende a ser

equiva-lente a la del s e g u n d o .

Las c a r a c t e r í s t i c a s d e la s e r i e del torio son básicamente

d i f e r e n t e s a las de la s e r i e del uranio. A l g u n o s a s p e c t o s

impor-tantes se c o m e n t a n a c o n t i n u a c i ó n :

1. - El R a2 2 6 t i ene una vida me di a mas corta que el Ra22*5

(5.8 y 1620 a ñ o s r e s p e c t i v a m e n t e ) .

226 » 226

2.- El Ra es un e m i s o r (3 que decae al emisor cu Th , el

226

cual tiene una vi da media de 1.9 aRos. El Th , a su

v e z , decae a t r a v é s de una serie de e m i s o r e s a , uno de

los c u a l e s es el g a s noble R n2 2 0 (t o r ó n ) , que t i ene una

vi da m e d i a de s ó l o 5 4 s e g u n d o s , en c o m p a r a c ión con los

222

Ra22*5. El torón , por lo t a n t o , ti ene m e n o s opor tuni dad

de difundirse d e s d e el lugar de su f o r m a c i ó n . 228

3.- La insolubilidad del Th impide que sea a b s o r b i d o por

los vegetales. La s o l u b i l i d a d del Ra en la tierra es

comparable con la del Ra22eS, p e r o la r a z ó n de d o s i s a un

228 —

organismo, a partir del Ra (emisor fi ) a s i m i l a d o por

éste, es d e p e n d i e n t e del tiempo de f o r m a c i ó n del emisor 228

a Th y de sus d e s c e n d i e n t e s de vida media corta. 228

4.- En la cadena del Ra no e x i s t e n i n g ú n n ú c l i d o de v i d a

media larga que "retarde" el d e c a i m i e n t o , en c o m p a r a c i ó n zio

con el Pb (T = 22 años). El núclido con v i d a media 1/2

226 212

mas larga después del Th es el Pb , con una vida

media de 10.6 h o r a s .

E s t a s diferencias a f e c t a n la d o s i s relativa r e c i b i d a de las

s e r i e s del torio y del uranio. La d o s i m e t r í a y r a d i o q u í m i c a de la

serie del torio ti ende a ser c o m p l i c a d a debido a estas

caracte-r í s t i c a s [ 31 ].

2 3 2

Debido a su insolubilidad r e l a t i v a , el Th n o r m a l m e n t e

es-tá p r e s e n t e en los m a t e r i a l e s b i o l ó g i e o s en c a n t i d a d e s

insignifi-cantes. Petrow y Strehlow [ 3 2 ] e n c o n t r a r o n que el conteni do de

2 3 2

Th de los huesos humanos varía d e s d e 0.006 hasta 0.01 fjg/g de

c e n i z a , concordando con las m e d i c i o n e s r e a l i z a d a s p r e v i a m e n t e por

Pavlovskaya [33], y s u b s e c u e n t e m e n t e por Lucas et al. [34 ]. La

2 3 2

importancia biológica del Th se debe a su d e s c e n d e n c i a , de la

cual se hablará s e p a r a d a m e n t e .

228

£.6. Radio-228 C m e s o t o r i o D . A p e s a r de que el Ra existe

en la t ierra y en el agua a p r o x i m a d a m e n t e en una razón d e 1:1 con

e 1 Ra22<s, sorprendentemente hay p o c a inf ormac ión a c e r c a de su

c o n c e n t r a c i ó n en los a l i m e n t o s y en los tejidos h u m a n o s . Dudley [35] h a c e mención de que en los n i ñ o s la razón e n t r e el Ra y

228

el Ra t i ende a 1, pero que d e b i d o a que la vi da medi a de este

últ imo es de 6.7 a ñ o s , es de e s p e r a r se que dicha razón se

incre-mente en las personas m a y o r e s . No se han realizado m e d i c i o n e s ₂₂₈

s i stemáti cas del Ra en los a l i m e n t o s y en el agua en una

esca-la c o m p a r a b l e con el R a2 2 6, p e r o la i n f o r m a c i ó n e x i s t e n t e sugiere

228

a-I i m e n t e s , en el agua, y en los t e j idos h u m a n o s , v a r i a entre un

22 <S

m e d i o y un cuarto del c o n t e n i d o de Ra [26].

226

El est udio de 1 Ra adqui ere un i n t e r é s especial en a q u e

-II as á r e a s del m u n d o d o n d e ex i s t e n c o n c e n t r a c iones a n o r m a 1 m e n t e

altas de torio en la t i e r r a .

2.7. R a d ó n - 2 2 2 y r a d ó n - 2 2 0 C t o r ó r D . Al decaer el Ra22<3 m e

-diante e m i s i ó n alfa, pasa a c o n v e r t i r s e en R n2 2 2, el cual tiene

una vida media de 3.8 días. De m a n e r a s i m i l a r , el R a2 2 4 que es un

2 3 2

d e s c e n d i e n t e del Th , decae por emi s ión alfa para conver t i rse

en R nz z o , comunmente 11amado t o r ó n , que ti ene una v i d a media de

55 s e g u n d o s .

Los dos isótopos gaseosos se di funden en la a t m ó s f e r a has ta _{2 2 2 Z 2 0}

cierto g r a d o . El Rn ti ene m a y o r o p o r t u n i d a d que el Rn de

e s c a p a r desde el lugar de su n a c i m i e n t o hasta la a t m ó s f e r a , antes

de experi m e n t a r d e c a i m i e n t o , d e b i d o a que su vi da med i a es mayor. ₂₂₂

Se ha estimado que el Rn se di funde d e s d e la tierra a una ra-2

zón p r o m e d i o de 51.8 ± 27.0 mBq/m /seg [36].

Las c o n c e n t r a c i ó n e s atmosfér i cas d e estos gases n o b l e s y de

sus d e s c e n d i entes dependen de m u c h o s f a c t o r e s g e o l ó g i c o s y m e t e o

-ro lóg icos, algunos d e los cuales no h a n si do est udi a d o s muy p-ro- pro-222

f u n d a m e n t e . La c o n c e n t r a c i ó n p r o m e d i o de Rn en W a s h i n g t o n ,

D.C., Ü . S . A . , según L o c k h a r t [37], es m a s de 100 veces mayor que

la c o n c e n t r a c ión promedi o en L i t t l e A m e r i ca, Antárt ida, y 12

ve-ces m a y o r que los va lores o b s e r v a d o s en K o d i a k , A l a s k a . El mismo

inves tigador que r e a l i z ó medici ones en é s t a s y en otras locali

da-des por muchos años, reporta una g r a n v a r i a b i l i d a d de un di a a

o-tro. Por e jempio, las concentraci ones medi das en d i f e r e n t e s di as

p u e d e n llegar a variar m a s de 100 veces en W a s h i n g t o n D.C. en un

p e r í o d o de un año [38].

222

La c o n c e n t r a e i ó n de Rn dentro de los e d i f i c i o s es algo

m a y o r , y en n ú m e r o s r e d o n d o s p u e d e tomarse como 18.5 inBq/1t en

promedi o [393- El valor correspondí e n t e para el R n2 2 0 puede

to-m a r s e coto-mo 0.7 to-mBq/lt.

A p a r e n t e m e n t e estas var i a c i o n e s d e p e n d e n de f a c t o r e s m e t e o

-r o l ó g i c o s , que eje-rcen influencia sob-re la -r a z ó n de e m a n a c i ó n de

puede aumentar d u r a n t e los períodos de p r e s i ó n a t m o s f é r i c a b a j a ,

y d i s m i n u i r d u r a n t e los p e r i o d o s de alta humedad de la t i e r r a ,

esto ú l t i m o d e b i d o a la alta s o l u b i l i d a d del r a d ó n en el agua. Es

tamb ién p r o b a b l e que el paso de una m a s a de a iré d u r a n t e var i os

2 2 Z Z 2 0

di as a f e c t e la o b s e r v a c ión de 1 conten i do de Rn y de Rn

[40]. El paso del aire sobre los o c é a n o s y la lluvia t i e n d e n a

r e d u c i r la c o n c e n t r a c i ó n de estos g a s e s , m i e n t r a s que las

inversiones t é r m i c a s p u e d e n causar un i n c r e m e n t o en las c o n c e n t r a c i o

-nes al limitar el v o l u m e n de la a t m ó s f e r a , dentro de la cual se

1 leva a cabo la d i l u c i ó n . Puede e s p e r a r s e también que los g a s e s

estén p r e s e n t e s en c o n c e n t r a c i o n e s m a y o r e s sobre rocas i g n e a s que

sobre g r a n d e s c a n t i d a d e s de agua o s o b r e f o r m a c i o n e s s e d i m e n t a

-r i as. ₂₂₂

Lockhart [ 3 7 ] r e p o r t a que la c o n c e n t r a c i ó n de Rn es de 5 0 22o

a 100 v e c e s mayor que la de Rn en cada uno de los 5 l u g a r e s

donde r e a l i z ó m e d i c i o n e s .

O t r o s r e p o r t e s de J a p ó n , G r a n B r e t a ñ a , la U n i ó n S o v i é t i c a , ₂₂₂

A u s t r i a , y Suecia, indican que la c o n c e n t r a c i ó n p r o m e d i o de Rn

al a i r e libre es de 3.7 a 18.5 m B q / l t . V a r i o s i n v e s t i g a d o r e s ,

en-tre los que se incluyen Blifford al. [Al], H u l t q v i s t £ 4 2 ] ,

Gold et al. [43], y Cox et al. [44], han e n c o n t r a d o p e r i o d i c i d a d

en sus o b s e r v a c i o n e s de ambos g a s e s al a i r e libre, con r e s p e c t o a

la hora del di a. Las c o n c e n t r a c i o n e s m á x i m a s se o b s e r v a n t e m p r a n o

en la m a ñ a n a , y las mí n i m a s al final de la tarde, si e n d o de a l r e

dedor de un tercio d e los v a l o r e s m a t u t i n o s [431. E s t a s v a r i a c i o

-nes p u e d e n ser el r e s u l t a d o de m u c h o s factores i n t e r a c t u a n t e s . La

d i f u s i ó n desde la tierra puede i n c r e m e n t a r s e en las tardes debido

a la mayor temperatura del suelo y al a u m e n t o normal de t u r b u l e n

-cia a t m o s f é r i c a . E s t o s factores que t i e n d e n a incrementar la

re-m o c i ó n del radón del s u e l o , p u e d e n ser re-m a s que c o re-m p e n s a d o s por la

mayor e s t a b i l i d a d atmosfér ica de las p r i m e r a s horas de la m a ñ a n a .

La c o n c e n t r a e ión de radón en la a t m ó s f e r a varí a tamb ién de

una e s t a c i ó n del año a o t r a . T a n t o la d i f e r e n c i a en la h u m e d a d de

la tierra, como las t e m p e r a t u r a s por deba jo del p u n t o d e c o n g e l a

-c ión, son f a -c t o r e s i m p o r t a n t e s . E s t o s d o s fa-ctores ti e n d e n a

in-hibir la difusión del r a d ó n . ₂₂₂